Водный туннель
Примерно в километре под водой находится звуковой туннель, по которому на большие расстояния разносятся крики китов и шум подводных лодок. С тех пор как в 1940-х годах ученые обнаружили этот канал звуковой фиксации и зондирования (SOFAR), они подозревали, что подобный канал существует и в атмосфере. Но мало кто пытался его искать, если не считать одной сверхсекретной операции времен холодной войны.
Теперь, прослушивая далекие запуски ракет с помощью воздушных шаров на солнечных батареях, исследователи говорят, что наконец-то обнаружили намеки на воздушный звуковой канал, хотя он, похоже, не функционирует так же просто и надежно, как океанический SOFAR. В случае подтверждения, атмосферный SOFAR может проложить путь к созданию сети воздушных приемников, которые помогут исследователям обнаружить удаленные взрывы вулканов, бомб и других источников, излучающих инфразвуковые акустические волны ниже частоты человеческого слуха.
"Было бы очень полезно иметь такие детекторы там, наверху", - говорит Уильям Уилкок, морской сейсмолог из Университета Вашингтона в Сиэтле. Хотя сейсмические датчики на земле улавливают большинство самых сильных толчков на планете, "некоторые области Земли покрыты очень хорошо, а другие - нет".
В океане канал SOFAR ограничен слоями более теплой, легкой воды сверху и более холодной, плотной воды снизу. Звуковые волны, которые на этой глубине распространяются медленнее всего, застревают внутри канала, отскакивая от окружающих слоев, как шар для боулинга, направляемый бамперами. Исследователи полагаются на канал SOFAR для мониторинга землетрясений и извержений под морским дном и даже для измерения температуры океана, повышающейся в результате глобального потепления.
Воздушный туннель
Сара Альберт, геофизик из Сандийской национальной лаборатории в Нью-Мексико, была заинтригована потенциалом новых воздушных шаров на солнечных батареях, которые могут пассивно парить на стабильной высоте, и беспроводной телеметрией, которая может непрерывно передавать данные на большие расстояния.
Вооружившись современной техникой, она и ее коллеги отправились в аэропорт недалеко от Альбукерке, и 14 апреля 2021 года запустили воздушный шар на рассвете. Они приурочили полет к запуску ракеты Blue Origin New Shepard, которая взлетала на расстоянии более 400 километров в Ван Хорне, штат Техас. Плавая в пределах предполагаемого звукового канала, воздушный шар уловил три четких сигнала от ракеты - один в момент запуска и еще два, когда она поднималась и опускалась через тропопаузу, сообщили исследователи на прошлой неделе на ежегодной встрече Сейсмологического общества Америки. По словам Альберта, это наблюдение знаменует собой первое подтвержденное обнаружение инфразвука от удаленного воздушного источника с помощью воздушного приемника.
Но, к своему удивлению, ученые засекли и другие звуки в канале. "Есть инфразвуковые события неизвестной природы, которые происходят несколько раз в час", - говорит Дэниел Боуман, геофизик из Сандии и сотрудник проекта. "И нет хорошего объяснения".
Чтобы еще больше запутать ситуацию, команда повторила эксперимент с другим запуском ракеты с базы ВВС Ванденберг в Калифорнии 27 сентября 2021 года и не увидела никакого сигнала. Хотя новый запуск ракеты был в три раза дальше, чем в Техасе, они все равно ожидали, что атмосферный канал SOFAR донесет звуковые волны от ракеты до воздушного шара, говорит Альберт.
"Я верю в существование атмосферного канала SOFAR", - говорит Альберт. "Но я не уверена, что он существует постоянно, и что он может передавать звук так далеко, как мы думали раньше". Это имеет смысл, добавляет она, потому что ветры и колебания температуры делают тропопаузу гораздо более динамичным местом, чем стабильный океанический канал.
В дальнейшем исследователи планируют прослушать запуски нескольких шаров, расположенных на разной высоте, чтобы выяснить, где влияние канала наиболее сильно. Они также планируют проверить дальность действия сигналов и исследовать загадочный фоновый шум.
Подписывайтесь, делитесь своим мнением, до новых встреч!