Таинственные звуки: решение загадки

Однажды субботним утром 2010 года Джоди Смит, жительница Каролина Бич, Северная Каролина, была потревожена довольно необычным, быстро нарастающим звуком.

Она была не одна, поскольку, когда она выбежала на улицу, она врезалась в толпу соседей, так же потревоженных этим шумом. Ясное синее небо исключало возможность грома. Тогда Смит вернулась в дом и на Фейсбуке выложила сообщение, в котором просила откликнуться всех, кто слышал эти звуки. Через несколько минут она получила множество подтверждающих ответов, некоторые авторы которых находились на расстоянии 25 километров от нее.

            Смит эти звуки слышала не в первый раз. Она говорит, что слышит такие быстро нарастающие звуки по нескольку раз в год. Местный журналист Колин Хакман решил исследовать эти звуки, но оказался просто не в состоянии объяснить их какой бы то ни было человеческой деятельностью. Эти звуки не могли породить ни военные ни, например, взрывы в карьере. «Я слышал эти звуки несколько раз и в них действительно скрывается тайна»,- утверждает Хакман.

            Жители Северной Каролины не единственные, слышавшие необъяснимые быстро нарастающие звуки. Сведения о странном грохоте, свисте и взрывах во всем мире появлялись в течение многих столетий. В районе озера Сенека, штат Нью Йорк, США, их называют «оружие Сенеки», в итальянских Аппенинах они описаны как «brontidi», что означает подобный грому, в Японии они «yan», а на побережье Бельгии их называют «mistpouffers», или отрыжка тумана.

            Так в чем же их причина? Некоторые из этих звуков имеют вполне очевидные объяснения, скажем, шторма или схлопывание океанских волн. Но во многих случаях, таких как в Северной Каролине, никто не знает причины этих звуков. Но это не останавливает людей, предлагающих свои объяснения. И если некоторые из их теорий окажутся верными, они могут изменить наши представления настолько, что мы признаем - сама земля может издавать эти звуки.

            Таинственные звуки имеет долгую историю. Например, деревню Мудус в штате Орегон коренные американцы изначально называли Machimoodus, или «место плохих шумов». В 1938 году сейсмолог – любитель Чарльз Дэвисон задокументировал звуки, которые слышат по всей Великобритании, сопроводив их объяснениями начиная от шума двигателей и выстрела удаленного орудия до шума огромного скопления куропаток (Bulletin of the Seismological Society of America, vol 28, p 147)

            Наиболее вероятным объяснением многих звуков является гром. Эти звуки порождаются резким расширением воздуха вследствие резкого увеличения давления и температуры вокруг канала молнии. В прибрежных местностях океан может выступать в качестве другого источника звуков. Если верить  Милтону Гарсезе, эксперту акустику из университета Гавайи, существует множество способов, которыми океан может породить быстро нарастающие звуки. Это и гребень волны, падающий на поверхность океана, воздух, выдавливаемый из волны, гигантское облако пузырей, присутствующих в волнах или просто волна, врезающаяся в береговую линию. Такие звуки достаточно громкие и хорошо известны серфенгистам. Такие звуки могут легко проходить над сушей на расстояния в несколько миль в глубь суши, утверждает Гарсезе (Geophysical Research Letters, vol 30, p 2264). Но то, что слышали люди в Северной Каролине нельзя объяснить этими причинами. Спокойная погода во всем регионе исключала гром, так же как и звуки бурного океана.

            Это и обратило на себя внимание Дэвида Хилла, известного ученого из Геологического Общества Соединенных Штатов (USGS), Мэнло Парк, Калифорния. В статье, опубликованной в прошлом году,  Холм указал, что указанные выше причины не могут объяснить причины звуков в Северной Каролине (Seismological Research Letters, vol 82, p 619).

            Однако, в случае Северной Каролины Холм не исключает, что причинами звуков была секретная военная деятельность на военной базе, расположенной рядом, вроде звуков реактивного самолета или выстрелов военно-морских орудий. Однако он указывает на то, что люди сообщали об этих звуках еще до того, как эта база была построена и изобретен сверхзвуковой самолет. Тоже самое касается и других сообщений во всем мире.

Шум метеорита

            В принципе, метеориты могли бы объяснить эти звуки, поскольку они могут вызвать сильный шум при входе в атмосферу, а особенно, если с ними при этом что-либо происходит. К тому времени, как звуковые волны можно было бы услышать, видимый след, который метеориты оставляют, входя в атмосферу, давно бы погас.

            Однако, метеориты не могут быть причиной звуков, которые слышат каждые несколько месяцев или лет в таких регионах, как Северная Каролина, поскольку, как утверждает Майкл Хедлин, геофизик из Калифорнийского университета, Сан-Диего, «если бы вы действительно слышали взрыв метеорита, то это, вероятно, был бы разовый случай».

            Тогда объяснение этого феномена может лежать в области геологии. В некоторых местностях мира дюны могут издавать шепот, свист и даже быстро нарастающие звуки. Большие дюны с крутым подветренным склоном наиболее вероятные источники этих звуков (Contemporary Physics, vol 38, p 329). Каким образом в этих дюнах образуется звук еще очень плохо изучено, но известно, что для этого необходимо сочетание свободно упакованных, почти сферических зерен песка с очень низкой влажностью. Поющие пески встречаются приблизительно в 30 местах, включая сюда Калифорнию, Египет, Китай и Уэльс. Однако побережье Каролины в этот перечень не входит.

            Самой экзотической теорией Холм считает случай, когда звуки вызваны гигантским выбросом метана. Дело в том, что некоторые глубинные морские слои состоят из гидрата метана и они способны высвобождать метан при возмущении. Этот газ может загораться и взрываться с быстро нарастающим звуком – так утверждает эта теория. «Проблема этой идеи состоит в том, что метан вряд ли подойдет достаточно внезапно и в количествах, достаточных для взрыва», - говорит Хилл.

            Это замечание оставляет ему только одну причину звуков в Северной Каролине и других местностях -  необнаруженное землетрясение. «Сеть сейсмографов в этой области очень редка и возможно случилось маленькое землетрясение, которое осталось незамеченным», - говорит Хилл.

            Хилл полагает, что для происхождения звуков не требуется сильного землетрясения. Небольшие землетрясения без ощутимых колебаний почвы происходят постоянно и даже вдали от границ тектонических плит. Они часто регистрируются только сейсмографами. Но это не означает, что землетрясение произошло рядом с вами. «Звуки землетрясения могут распространяться намного более широко, чем это представляет большинство людей», - говорит он.

            Любой, кто испытал землетрясение, знает, что они отнюдь не тихие. Однако шум, который помнит большинство людей, на самом деле вызван колебаниями зданий, почвы, но не является непосредственно звуком землетрясения.

            Все же землетрясения действительно сопровождаются звуковыми волнами, которые предваряют само землетрясение. Малколм Джонсон, коллега Холма по USGS, оказался именно тем человеком, который оказался достаточно близко к эпицентру, что бы услышать эти звуки. В 2008 году его застало землетрясение, когда он находился на самом дне золотодобывающей шахты в Южной Африке вблизи рифтового разлома, который собирался изучать. Джонсон вспоминает: «Я находился на глубине 3,6 километра в небольшой выработке в пределах погрешности определения рифта, настраивая инструменты. Внезапно произошло землетрясение силой в 2 балла, и его эпицентр находился на расстоянии 20 метров от меня. Я услышал звук, который походил на удар грома, на который наложили сложный высокочастотный шум. Как только я его услышал, то понял, что запомню его навсегда. И это не смотря на то, что я пытался избежать падающих камней и понимал, что если бы этот разрыв прошел через выработку, в которой находился, я был бы начинкой для пирога».

            На поверхности мы часто не в состоянии услышать такой звук, поскольку нас достигают только звуковые волны очень низкой частоты, лежащие вне нашего диапазона восприятия. Слышимые нами волны с частотой, лежащей между 20 герцами и 20 килогерцами, наиболее вероятно будут поглощены и рассеяны скалами, через которые они распространяются. Примерно так же, когда Вы слышите только басовые звуки, в то время как Ваш сосед играет на музыкальном инструменте.

            Однако при определенных условиях, как говорит Хилл, звуки землетрясения могут петь из Земли. Приведем пример, когда слабое землетрясение может возбуждать звуковые волны, достигающие поверхности. Если на пути звука будут твердые мелкозернистые породы, такие как гранит, вероятно, мы сможем услышать эти звуки, поскольку эти породы будут рассеивать звуковые частоты с меньшей вероятностью. Или если волны встретят на пути границу раздела двух сред, то по ней они смогу перенестись непосредственно к поверхности и непосредственно в воздух. «Земля вокруг человека действует как гигантский басовый громкоговоритель», - говорит Хилл.

К тому же определенные погодные условия могут способствовать распространению звуковых волн на большие расстояния. Например, прохладным туманным утром, когда холодный слой воздуха заперт под более теплым атмосферным одеялом. Тогда отражаясь от теплого слоя звуки, могут «перепрыгивать» на большие расстояния.

            Но могут ли слабые землетрясения быть необнаруженными? Джонатан Лис, геофизик из университета Северной Каролины, относится к таким заявлениям очень скептически. «Инструменты, используемые для записи землетрясений очень чувствительны. Если громкие звуки не могут вызываться землетрясениями, тогда они, вероятно, имеют иную природу», - утверждает он. Однако он признает, что, по крайней мере, часть звуков, о которых сообщается, должны иметь естественные причины.         Множество полевых наблюдений подтверждают идею, что маленькие землетрясения могут служить источниками сильных шумов. Еще в 1975 году Холм и его коллеги устанавливали сейсмические станции в Импайрл Вали, Калифорния. Однажды ночью их микрофон зафиксировал три быстро нарастающих шума, которые полностью совпали с тремя землетрясениями, магнитудами 2 и 3 балла (Bulletin of the Seismological Society of America, vol 66, p 1159).  Позднее Мэттью Сильвандер из университета Тулузы, Франция, сделал запись быстро нарастающих шумов, связанных с маленькими землетрясениями во французских Пиренеях. «Когда землетрясение находится прямо у Вас под ногами, Вы слышите быстро развивающийся звук, но если оно находится далеко – звук будет более низких тонов. Вероятно, за многие забавные шумы можно возложить ответственность на тектонику, а не на полтергейст», - утверждает Сильванер.

            Северная Каролина с ее постоянными шумами могла бы быть тем местом, в котором удастся разрешить эту тайну раз и навсегда. Проект EarthScope представляет собой сеть сейсмических станций, расположенных на расстоянии 70 километров друг от друга, покрывающую все США с запада на восток. Через несколько лет она должна достичь Северной Каролины и будет достаточно чувствительной, что бы проверить теорию землетрясений Холма.

            Так же начали собирать отчеты о звуках, слышимых при землетрясениях. Например, Патриция Този из Национального института Геофизики и Вулканологии в Риме, Италия, и ее коллеги просят, что бы люди сообщали о звуках землетрясений, которые они слышали, посредством онлайн анкетирования. Используя эти данные, они воспроизвели карту шумов, слышанных при землетрясении магнитудой 6,3 балла, обрушившегося на город Аквила в 2009 году. Многие из этих звуков вероятнее всего были вызваны колебаниями зданий, но некоторые из сообщений, поступивших из 100 километровой зоны вблизи эпицентра, связаны непосредственно с шумами, ожидаемыми от землетрясения непосредственно.

            Независимо от того, чем вызваны звуки, которые Джоди Смит услышала в тот день в Северной Каролине, кажется, что наша планета производит намного больше звуков, чем мы думали. Неблагозвучие нашего мира означает, что большинство из нас привыкло приписывать громкие шумы человеческой деятельности. Но звук, который вы принимаете за грохот отдаленного грузовика, на самом деле может быть непосредственно голосом Земли.

 Кейт Равилиос,

Йорк, Великобритания

Перевод: Gopman

Источник: New Scientist.