Divovski baloni zabilježili misteriozni zvuk u Zemljinoj stratosferi

Divovski solarni baloni poslani su 21 kilometar u zrak kako bi snimili zvukove Zemljine stratosfere - a mikrofoni su "uhvatili" neke neočekivane zvukove.

Stratosfera je drugi sloj Zemljine atmosfere, a njen niži nivo sadrži ozonski omotač koji upija i raspršava sunčevo ultraljubičasto zračenje, prema NASA-i. Rijedak, suhi zrak stratosfere je mjesto gdje mlazni avioni i meteorološki baloni dostižu svoju najveću visinu, a relativno miran sloj atmosfere rijetko je poremećen turbulencijama.

Daniel Bowman, glavni naučnik u Sandia National Laboratories u New Mexicu, dobio je ideju da istraži zvučni krajolik stratosfere nakon što se upoznao s niskofrekventnim zvukovima koje stvaraju vulkani. Poznat kao infrazvuk, fenomen je nečujan ljudskom uhu.

Bowman i njegove kolege prethodno su upravljali kamerama na meteorološkim balonima i uspješno su izgradili vlastiti solarni balon. On i Jonathan Lees, profesor nauke o Zemlji, moru i okolišu koji istražuje seizmologiju i vulkanologiju, s Univerziteta Sjeverne Karoline, potom su postavili mikrofone na stratosferske balone, koji mogu ponijeti dvostruko više senzora nego komercijalni avioni.

"Uz pomoć solarnih balona zabilježili smo površinske i zakopane hemijske eksplozije, grmljavinu, sudaranje okeanskih valova, propelerske letjelice, gradske zvukove, suborbitalna lansiranja raketa, zemljotrese, a možda čak i teretne vozove i mlazne letjelice", rekao je Bowman "Također smo snimili zvukove čije porijeklo nije jasno."

Njihova otkrića su objavljena u četvrtak, na 184. sastanku Acoustical Society of America (Američko akustičko društvo, op.pr.) u Chicagu.

Bowman je podijelio snimku s balona koji je kružio Antarktikom i koji sadrži infrazvuk sudara okeanskih valova, što zvuči poput neprekidnih uzdisaja. Ali, ostalo pucketanje i šuštanje potpuno su nepoznatog porijekla.

Zvuk možete poslušati na stranici CNN-a.

U stratosferi, "postoje misteriozni infrazvučni signali koji se javljaju nekoliko puta na sat, ali je njihov izvor potpuno nepoznat", rekao je Bowman.

Bowman i njegovi saradnici proveli su istraživanje koristeći NASA-ine balone, ali su izgradili i vlastite, svaki raspona od oko šest do sedam metara u promjeru. Opremu su kupili u standardnim trgovinama željezarijom i pirotehničkim proizvodima, a balone sastavljali na košarkaškom igralištu:

"Svaki balon je napravljen od slikarske plastike, transportne trake i ugljene prašine. Izrada košta oko 50 dolara (oko 90 KM), a dvije osobe mogu napraviti jedan za oko 3,5 sata. Potom ga jednostavno iznesete kad je vani sunčan dan - može ponijeti oko pola kilograma 'korisnog' tereta na visinu od oko 21 kilometar."

Prašina od drvenog ugljena koristi se unutar balona kako bi ga potamnila, a kada sunce obasja tamne balone, zrak u njima se zagrijava i balon tada leti. Jeftin i jednostavan "uradi sam" dizajn znači da istraživači mogu koristiti više balona kako bi prikupili što više podataka.

"Postoji čak i aplikacija za mobitel pod nazivom RedVox koja može snimati infrazvuk", otkrio je Bowman.

Bowman je procijenio da je lansirao nekoliko desetaka solarnih balona između 2016. i aprila ove godine. Mikrobarometri, izvorno dizajnirani za praćenje vulkana, pričvršćeni su na balone za snimanje niskofrekventnih zvukova. Istraživači su pratili balone pomoću GPS-a, budući da mogu putovati stotinama kilometara i sletjeti na nezgodna mjesta.

Najdulji let do sada bio je 44 dana na NASA-inom balonu s helijem, koji je zabilježio podatke za 19 dana prije nego što su se baterije na mikrofonu istrošile. U međuvremenu, letovi solarnog balona obično traju oko 14 sati tokom ljeta, a baloni slijeću nakon što sunce zađe.

Prednost velike nadmorske visine koju baloni postižu znači da su nivoi buke niži, a domet detekcije veći — i cijela je Zemlja dostupna. Ali, baloni također predstavljaju izazov za istraživače. Stratosfera je surovo okruženje s divljim temperaturnim fluktuacijama između topline i hladnoće. Lekcije naučene iz višestrukih letova balonom donekle su olakšale proces, ali sada je najveći izazov identificiranje signala zabilježenih tokom letova.

"Postoje mnogi signali čije porijeklo ne razumijemo", priznao je Bowman. "Oni su gotovo sigurno zemaljski, možda dio turbulencije, udaljena jaka oluja ili neka vrsta ljudskog objekta poput teretnog vlaka - ali, teško je reći što se ponekad događa zbog nedostatka podataka."

Sarah Albert, geofizičarka u Sandia National Laboratories, istraživala je "zvučni kanal" - kanal koji prenosi zvukove na velike udaljenosti kroz atmosferu - koji se nalazi na visinama koje proučava Bowman. Njene su snimke bilježile ispaljivanje raketa i druge neidentificirane tutnjave.

"Može se dogoditi da zvuk ostane zarobljen u kanalu i odjekuje dok ne nestane", rekao je Bowman.

Bowman i Albert nastavit će istraživati zvučni kanal iz zraka i pokušati utvrditi odakle potječu tutnjave u stratosferi - i zašto ih neki baloni bilježe, a drugi ne. Također, moguće je da bi se verzije ovih balona punjene helijem jednog dana mogle koristiti za istraživanje drugih planeta poput Venere, noseći naune instrumente iznad ili unutar oblaka na planeti nekoliko dana što bi bio probni let za veće, složenije misije.