Sonidos misteriosos no identificados grabados en la estratosfera

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Se enviaron globos solares gigantes a 70,000 pies en el aire para registrar los sonidos de la estratosfera de la Tierra, y los micrófonos captaron algunos sonidos inesperados.

La estratosfera es la segunda capa de la atmósfera de la Tierra, y su nivel inferior contiene la capa de ozono, que absorbe y dispersa la radiación ultravioleta del sol, según la NASA. El aire delgado y seco de la estratosfera es donde los aviones a reacción y los globos meteorológicos alcanzan su máxima altitud, y la capa relativamente tranquila de la atmósfera rara vez se ve afectada por la turbulencia.

Daniel Bowman, científico principal de los Laboratorios Nacionales Sandia en Nuevo México, se inspiró en la escuela de posgrado para explorar el paisaje acústico de la estratosfera después de conocer los sonidos de baja frecuencia generados por los volcanes. Este fenómeno se conoce como ultrasonido y es inaudible para el oído humano.

Bowman y sus amigos habían montado previamente cámaras en globos meteorológicos «para tomar fotografías del cielo negro arriba y la tierra abajo» y habían construido con éxito su propio globo solar.

Sugirió colocar grabadores de infrasonidos en los globos para registrar los sonidos de los volcanes. Pero luego él y su asesor Jonathan Lees de la Universidad de Carolina del Norte, Chapel Hill, se dieron cuenta de que «nadie había intentado poner micrófonos en globos estratosféricos durante medio siglo, así que nos enfocamos en explorar lo que podría hacer esta nueva plataforma», Bowman. dicho. Liz es profesora de Ciencias de la Tierra, Marinas y Ambientales e investiga en sismología y vulcanología.

Los sensores pueden llevar globos el doble de altos que los aviones comerciales.

«En nuestros globos solares, hemos registrado explosiones químicas en la superficie y entierros, truenos, olas del océano, accidentes de helicópteros, sonidos de ciudades, lanzamientos de cohetes suborbitales, terremotos y tal vez incluso trenes de carga y aviones a reacción», dijo Bowman por correo electrónico. «También grabamos sonidos de origen poco claro».

Los resultados fueron compartidos el jueves. 184a Reunión de la Sociedad Vocal Americana en Chicago.

La grabación que Bowman compartió desde un globo de la NASA alrededor de la Antártida contiene ultrasonidos del choque de las olas del océano, que suenan como un suspiro continuo. Pero otros traqueteos y susurros tienen orígenes desconocidos.

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En la estratosfera, «hay misteriosas señales de ultrasonido que se emiten varias veces por hora en algunos vuelos, pero su fuente es completamente desconocida», dijo Bowman.

Bowman y sus colaboradores investigaron usando globos de la NASA y otros proveedores aeroespaciales, pero decidieron construir sus propios globos, cada uno con una envergadura de aproximadamente 19,7 a 23 pies (6 a 7 metros).

Los suministros se pueden encontrar en ferreterías y tiendas de fuegos artificiales, y los globos se pueden armar en una cancha de baloncesto.

«Cada globo está hecho de plástico de pintor, cinta adhesiva y polvo de carbón», dijo Bowman por correo electrónico. Cuestan alrededor de $ 50 para hacer y un equipo de dos puede construir uno en aproximadamente 3,5 horas. Uno simplemente lo saca a un campo en un día soleado y lo llena de aire, y llevará una libra de carga útil a unos 70,000 pies”.

El polvo de carbón se usa dentro de los globos para oscurecerlos, y cuando el sol brilla sobre los globos oscurecidos, el aire del interior se calienta y se vuelve flotante. El diseño fácil y económico de bricolaje significa que los investigadores pueden lanzar varios globos para recopilar la mayor cantidad de datos posible.

«Realmente, un grupo de estudiantes de secundaria tienen acceso al gimnasio de la escuela Podrías construir un globo solar.Y también hay una aplicación móvil llamada RedVox que puede registrar ultrasonidos», dijo Bowman.

Bowman estima que lanzó decenas de globos solares para recoger registros de infrasonidos entre 2016 y abril de este año. Los micrómetros, originalmente diseñados para monitorear volcanes, se adjuntaron a globos para registrar sonidos de baja frecuencia.

Los investigadores rastrearon sus globos usando el Sistema de Posicionamiento Global (GPS), ya que podían viajar cientos de millas y aterrizar en lugares inconvenientes.

El vuelo más largo hasta la fecha fue de 44 días a bordo de un globo de helio de la NASA, que registró 19 días de datos antes de que se agotaran las baterías del micrófono. Mientras tanto, los vuelos en globo solar suelen durar unas 14 horas durante el verano y aterrizan una vez que se pone el sol.

La ventaja de la mayor altitud que alcanzan los globos significa que los niveles de ruido son más bajos y el rango de detección aumenta, y se puede alcanzar todo el terreno. Pero los globos también presentan desafíos para los investigadores. La estratosfera es un ambiente extremo con cambios bruscos de temperatura entre frío y calor.

«Los globos solares son un poco lentos y destruimos algunos en los arbustos cuando intentamos lanzarlos», dijo Bowman. «Tuvimos que caminar en cañones y a través de montañas para obtener nuestras cargas útiles. Érase una vez, nuestros compañeros del estado de Oklahoma tenían un globo que aterrizaba en un campo, pasaba la noche y luego volvía a volar en el aire para volar otro ¡todo el dia!»

Las lecciones de múltiples vuelos en globo han facilitado un poco el proceso, pero ahora el mayor desafío para los investigadores es identificar las señales registradas durante los vuelos.

“Hay tantos vuelos que llevan señales que no entendemos de dónde vienen”, dijo Bowman. «Es casi seguro que es mundano, tal vez un punto de turbulencia, una tormenta severa en la distancia, o algún tipo de cosa humana como un tren de carga, pero a veces es difícil saber qué está pasando porque hay muy pocos datos allí».

Sarah Albert, geofísica de los Laboratorios Nacionales Sandia, investigó un «conducto acústico», un canal que transmite sonidos a grandes distancias a través de la atmósfera, ubicado en las alturas de los estudios de Bowman. Ja Las grabaciones registraron lanzamientos de misiles. Y otros gruñidos no identificados.

«Este sonido puede quedar atrapado en el canal y reverberar hasta que esté completamente atascado», dijo Bowman. «Pero aún no está claro si está cerca y bastante tranquilo (como un lugar turbulento) o lejos y ruidoso (como una tormenta lejana).»

Bowman y Albert continuarán investigando el canal acústico atmosférico e intentarán determinar de dónde proviene el ruido estratosférico y por qué algunos vuelos lo registran y otros no.

Bowman está ansioso por comprender el paisaje sónico de la estratosfera y desbloquear características clave, como la variabilidad entre estaciones y ubicaciones.

Es posible que algún día se utilicen versiones llenas de helio de estos globos. Explora otros planetas como Venustransportando instrumentos científicos por encima o dentro de las nubes del planeta durante unos días como vuelo de prueba para misiones más grandes y complejas.