Инфразвук рождают любые достаточно крупные и медленные движения: дрожь земли, столкновения волн, грозовые вихри, потоки воздуха. Часть источников — природные и постоянные, часть появляется на минуты, часть создаёт человек. Понимать «кто звучит» важно: чтобы услышать опасное событие, нужно уметь отличить его от фонового хора.
Природные источники
- 🌋Вулканы и землетрясения. Извержения — одни из самых мощных источников; волну от Хунга-Тонга-2022 приборы поймали по всему миру.1 Слежение за вулканами по инфразвуку — уже зрелая дисциплина.6
- 🌊Океан. Сталкивающиеся встречные волны во время штормов создают «микробаромы» — постоянный гул около 0,2 Гц.2
- ⛈️Грозы и торнадо. Сильные вихри излучают инфразвук, иногда — до того, как торнадо коснётся земли.4
- ☄️Метеоры. Болиды при входе в атмосферу порождают мощные ударные волны (см. Челябинск).3 По форме инфразвукового сигнала оценивают энергию тела в тротиловом эквиваленте.7
- 🏔️Лавины, водопады, ветер над горами. Постоянный геофизический фон.
Антропогенные источники
Человек тоже шумит на низких частотах: взрывы в карьерах, запуски ракет, сверхзвуковые и обычные самолёты, крупные машины, ветрогенераторы и города в целом. Для систем мониторинга это «помехи», которые приходится отфильтровывать; для контроля ядерных испытаний — наоборот, целевой сигнал.5
Все эти источники звучат одновременно. Отделить «настоящее событие» от фонового хора океана, погоды и техники — центральная научная задача. Помогают антенны из нескольких датчиков и алгоритмы, которые смотрят, откуда и с какой скоростью пришла волна.
- Сеть CTBTO «слышит» запуски ракет и крупные взрывы в карьерах за тысячи километров — и умеет отличать их от землетрясений.
- Даже полярные сияния «звучат» в инфразвуке: пульсирующие сияния порождают инфразвук с высокой кажущейся скоростью, записанный в Фэрбанксе, Аляска (Wilson & Olson, 2005).
- Самый постоянный источник на планете — океан: микробаромы не смолкают никогда.
Наша сеть учится распознавать «подпись» опасных событий на фоне постоянного гула планеты. Чем лучше мы знаем источники, тем точнее ловим то, что важно.
Источники к статье
- рецензируемое Matoza R.S. et al. (2022). Global seismoacoustic observations of the January 2022 Hunga eruption, Tonga. Science 377. science.org
- рецензируемое Waxler R., Gilbert K.E. (2006). The radiation of atmospheric microbaroms by ocean waves. JASA 119(5). pubs.aip.org
- рецензируемое Le Pichon A. et al. (2013). The 2013 Russian fireball largest ever detected by CTBTO infrasound sensors. GRL 40. agupubs.wiley.com
- рецензируемое Bedard A.J. (2005). Low-frequency atmospheric acoustic energy associated with vortices produced by thunderstorms. Mon. Wea. Rev. 133(1). journals.ametsoc.org
- обзор Bedard A.J., Georges T.M. (2000). Atmospheric Infrasound. Physics Today 53(3). physicstoday.aip.org
- рецензируемоеобзор Fee D., Matoza R.S. (2013). An overview of volcano infrasound: from Hawaiian to Plinian, local to global. J. Volcanol. Geotherm. Res. 249. doi.org
- рецензируемое Edwards W.N., Brown P.G., ReVelle D.O. (2006). Estimates of meteoroid kinetic energies from observations of infrasonic airwaves. J. Atmos. Sol.-Terr. Phys. 68. doi.org
- рецензируемое Wilson C.R., Olson J.V. (2005). High trace-velocity infrasound from pulsating auroras at Fairbanks, Alaska. GRL 32. doi.org