Эксперимент американских геофизиков, в котором они произвели подземный взрыв и записали его звук со стратостата, подтвердил, что низкочастотные звуки проще услышать из стратосферы, чем с поверхности Земли. Инфразвук от различных геологических и антропогенных событий, например от извержения вулканов или от взрывов, распространяется на большое расстояние, но засечь его не так просто. Исследование опубликовано в Geophysical Research Letters.
Природные явления и антропогенные события часто сопровождаются инфразвуком, который имеет низкочастотный диапазон звуковых волн — от 16 до 0,001 герц. Человеческий слух не способен его улавливать, поскольку чувствителен к диапазону 16–20000 герц. Наземные микробарометры Глобальной международной системы мониторинга обнаруживают и определяют местоположение таких событий, однако этот метод имеет ограничения по расстоянию.
Волны инфразвука распространяются на большие расстояния, но при движении по ландшафту они рассеиваются встречными объектами и турбулентностью в нижней атмосфере, поэтому точность их мониторинга сильно зависит от расстояния до эпицентра. Кроме того, землетрясения, подземные взрывы и некоторые извержения вулканов генерируют узконаправленные вертикальные акустические сигналы, угол расхождения которых не превышает 45 градусов. Это значит, что датчики, расположенные в одной плоскости с источником события, неспособны зафиксировать этот звук.
Геофизик Дэниел Боуман (Daniel C. Bowman) из Национальной лаборатории Сандии и технолог Сиддихарт Кришнамурти (Siddharth Krishnamoorthy) из Калифорнийского технологического института предположили, что засечь низкочастотные сигналы с воздуха будет проще, чем с земли. Они произвели подземный химический взрыв, чтобы при помощи стратостата зафиксировать это событие, а затем сравнить записи инфразвука с воздушных и наземных датчиков.
Взрыв был организован в скважине на глубине 51,6 метра на территории Испытательного полигона штата Невада в США и имел мощность 10 тонн в тротиловом эквиваленте. Сейсмические и акустические волны взрыва регистрировались обширной наземной сетью акселерометров, геофонов, широкополосных сейсмометров и инфразвуковых микробарометров. С воздуха регистрация происходила при помощи воздушного шара, к которому были прикреплены четыре датчика инфразвука. Как наземные, так и воздушные микробарометры были настроены на диапазон низких частот от 1 до 20 герц.
Наземные датчики, расположенные в пределах 12 километров от места взрыва, зафиксировали событие, но оборудование в 46 километрах от эпицентра ничего не услышало. Датчики стратостата зафиксировали взрыв, в момент которого стратостат парил в нижней стратосфере на высоте 21,8 километра в 56 километрах от скважины по горизонтали.
Сравнение записей стратостатного датчика с шестью наземными, расположенными в половине километра от эпицентра, показало хорошую сходимость. Авторы объясняют это тем, что шар находился в зоне очень низких фоновых шумов — он пассивно дрейфовал с ветром и парил намного выше локализованных источников звука, таких как здания и транспорт. Кроме того, тропосфера преломляет звук вверх, отмечают авторы, поэтому аэростат зафиксировал сигнал на большем расстоянии от источника, чем наземные датчики.
Авторы предполагают, что метод стратостатных микробарометров подходит для отслеживания различных природных событий, а также для контроля подземных взрывов, которые производятся при испытании ядерного оружия. Кроме того, авторы отмечают эффективность метода в геофизической миссии на Венеру. Там он поможет отслеживать сейсмическую активность планеты, обойдя неблагоприятные атмосферные условия температуры и давления вблизи поверхности.
По информации https://nplus1.ru/news/2021/11/22/baloons
