أصوات غامضة مجهولة الهوية مسجلة في الستراتوسفير

قم بالتسجيل في النشرة العلمية الخاصة بـ CNN’s Wonder Theory. استكشف الكون بأخبار الاكتشافات الرائعة والتقدم العلمي والمزيد.

تم إرسال بالونات شمسية عملاقة على ارتفاع 70000 قدم في الهواء لتسجيل أصوات الستراتوسفير على الأرض – والتقطت الميكروفونات بعض الأصوات غير المتوقعة.

طبقة الستراتوسفير هي الطبقة الثانية من الغلاف الجوي للأرض ، ويحتوي مستواها الأدنى على طبقة الأوزون التي تمتص أشعة الشمس فوق البنفسجية وتبددها ، وفقًا لوكالة ناسا. الهواء الرقيق والجاف للستراتوسفير هو المكان الذي تصل فيه الطائرات النفاثة ومناطيد الطقس إلى أقصى ارتفاع لها ، ونادرًا ما تتأثر طبقة الغلاف الجوي الهادئة نسبيًا بالاضطرابات.

استوحى دانيال بومان ، العالم الرئيسي في مختبرات سانديا الوطنية في نيو مكسيكو ، الإلهام في كلية الدراسات العليا لاستكشاف المشهد الصوتي لطبقة الستراتوسفير بعد تقديمه للأصوات منخفضة التردد التي تولدها البراكين. تُعرف هذه الظاهرة باسم الموجات فوق الصوتية ، وهي غير مسموعة للأذن البشرية.

كان بومان وأصدقاؤه قد حملوا كاميرات في السابق على بالونات الطقس “لالتقاط صور للسماء السوداء في الأعلى والأرض في الأسفل” وقاموا ببناء منطادهم الشمسي بنجاح.

واقترح إرفاق مسجلات الأشعة دون الصوتية بالبالونات لتسجيل أصوات البراكين. ولكن بعد ذلك ، أدرك هو ومستشاره جوناثان ليس من جامعة نورث كارولينا ، تشابل هيل ، “أنه لم يحاول أحد وضع الميكروفونات على بالونات الستراتوسفير لمدة نصف قرن ، لذلك ركزنا على استكشاف ما يمكن أن تفعله هذه المنصة الجديدة ،” بومان قال. ليز أستاذ علوم الأرض والبحار والبيئة الذي يبحث في علم الزلازل والبراكين.

يمكن أن تأخذ البالونات أجهزة استشعار ضعف ارتفاع الطائرات التجارية.

قال بومان عبر البريد الإلكتروني: “على بالوناتنا الشمسية ، سجلنا انفجارات كيميائية على سطح الأرض ودفننا ، والرعد ، وأمواج المحيط ، وتصادم الطائرات المروحية ، وأصوات المدينة ، وإطلاق الصواريخ دون المدارية ، والزلازل ، وربما حتى قطارات الشحن والطائرات النفاثة”. “لقد سجلنا أيضًا أصواتًا مصدرها غير واضح.”

تمت مشاركة النتائج يوم الخميس في الاجتماع 184 للجمعية الصوتية الأمريكية في شيكاغو.

يحتوي التسجيل الذي شاركه بومان من منطاد ناسا حول القارة القطبية الجنوبية على الموجات فوق الصوتية لتصادم أمواج المحيط ، والتي تبدو وكأنها تنهد مستمر. لكن الخشخشة والسرقة الأخرى لها أصول غير معروفة.

شاهد هذا المحتوى التفاعلي على موقع CNN.com

قال بومان في طبقة الستراتوسفير ، “هناك إشارات غامضة بالموجات فوق الصوتية تحدث بضع مرات في الساعة في بعض الرحلات الجوية ، لكن مصدرها غير معروف تمامًا”.

أجرى بومان ومعاونوه بحثًا باستخدام بالونات ناسا ومقدمي خدمات طيران آخرين ، لكنهم قرروا بناء بالونات خاصة بهم ، تمتد كل منها من حوالي 19.7 إلى 23 قدمًا (6 إلى 7 أمتار).

يمكن العثور على الإمدادات في متاجر المعدات والألعاب النارية ، ويمكن تجميع البالونات في ملعب لكرة السلة.

قال بومان عبر البريد الإلكتروني: “كل بالون مصنوع من بلاستيك الرسام وشريط الشحن وغبار الفحم”. يكلف صنعها حوالي 50 دولارًا ويمكن لفريق من اثنين بناء واحدة في حوالي 3.5 ساعة. يقوم المرء ببساطة بإخراجها إلى حقل في يوم مشمس ويملأها بالهواء ، وستحمل رطلًا من الحمولة إلى حوالي 70000 قدم “.

يتم استخدام غبار الفحم داخل البالونات لتعتيمها ، وعندما تشرق الشمس على البالونات الداكنة ، يسخن الهواء الموجود بداخلها ويصبح طافيًا. يعني تصميم DIY غير المكلف والسهل أن بإمكان الباحثين إطلاق عدة بالونات لجمع أكبر قدر ممكن من البيانات.

“حقًا ، مجموعة من طلاب المدارس الثانوية يمكنهم الوصول إلى صالة الألعاب الرياضية بالمدرسة يمكن أن تبني منطادًا شمسيًا، وهناك أيضًا تطبيق للهاتف المحمول يسمى RedVox يمكنه تسجيل الموجات فوق الصوتية ، “قال بومان.

قدر بومان أنه أطلق العشرات من البالونات الشمسية لجمع التسجيلات دون الصوتية بين عام 2016 وأبريل من هذا العام. تم ربط المقاييس الدقيقة ، المصممة أصلاً لرصد البراكين ، بالبالونات لتسجيل الأصوات منخفضة التردد.

تتبع الباحثون بالوناتهم باستخدام نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) ، حيث يمكنهم السفر لمئات الأميال والهبوط في مواقع غير مريحة.

كانت أطول رحلة طيران حتى الآن 44 يومًا على متن منطاد الهليوم التابع لوكالة ناسا ، والذي سجل بيانات بقيمة 19 يومًا قبل نفاد البطاريات الموجودة في الميكروفون. وفي الوقت نفسه ، تميل رحلات المنطاد الشمسي إلى أن تستمر حوالي 14 ساعة خلال فصل الصيف وتهبط بمجرد غروب الشمس.

تعني ميزة الارتفاع العالي الذي تصل إليه البالونات أن مستويات الضوضاء أقل وأن نطاق الكشف يزداد – ويمكن الوصول إلى الأرض بأكملها. لكن البالونات تمثل أيضًا تحديات للباحثين. طبقة الستراتوسفير هي بيئة قاسية مع تقلبات درجات الحرارة البرية بين الحرارة والبرودة.

قال بومان: “البالونات الشمسية بطيئة بعض الشيء ، وقد دمرنا القليل منها في الأدغال عندما حاولنا إطلاقها”. “كان علينا التنزه في الأخاديد وعبر الجبال للحصول على حمولاتنا. ذات مرة ، كان زملاؤنا في ولاية أوكلاهوما يمتلكون منطادًا يهبط في أحد الحقول ، ويقضون الليل ، ثم ينطلقون مرة أخرى في الهواء ليطيروا ليوم كامل آخر! ”

لقد سهلت الدروس المستفادة من رحلات المنطاد المتعددة العملية إلى حد ما ، ولكن التحدي الأكبر الآن بالنسبة للباحثين هو تحديد الإشارات المسجلة أثناء الرحلات الجوية.

قال بومان: “هناك العديد من الرحلات التي تحمل إشارات لا نفهم مصدرها”. “من شبه المؤكد أنها دنيوية ، ربما بقعة من الاضطراب ، أو عاصفة شديدة بعيدة ، أو نوعًا من الأشياء البشرية مثل قطار الشحن – لكن من الصعب معرفة ما يحدث أحيانًا بسبب نقص البيانات هناك.”

قامت سارة ألبرت ، عالمة الجيوفيزياء في مختبرات سانديا الوطنية ، بالتحقيق في “قناة صوتية” – قناة تنقل الأصوات عبر مسافات كبيرة عبر الغلاف الجوي – تقع على ارتفاعات دراسات بومان. ها سجلت التسجيلات عمليات إطلاق صواريخ وغيرها من التذمر مجهولة الهوية.

قال بومان: “قد يكون هذا الصوت محاصرًا في القناة ويتردد صداها حتى يتم تشويشها تمامًا”. “ولكن ما إذا كانت قريبة وهادئة إلى حد ما (مثل بقعة مضطربة) أو بعيدة وبصوت عال (مثل عاصفة بعيدة) لم يتضح بعد.”

سيستمر بومان وألبرت في التحقيق في القناة الصوتية الجوية ومحاولة تحديد مصدر قرقرة الستراتوسفير – ولماذا تسجلها بعض الرحلات بينما لا يسجلها البعض الآخر.

يتوق بومان إلى فهم المشهد الصوتي للستراتوسفير وإلغاء قفل الميزات الرئيسية ، مثل التباين عبر المواسم والمواقع.

من الممكن أن يتم استخدام إصدارات مليئة بالهيليوم من هذه البالونات ذات يوم استكشف الكواكب الأخرى مثل كوكب الزهرة، تحمل أدوات علمية فوق أو داخل غيوم الكوكب لبضعة أيام كرحلة تجريبية لمهام أكبر وأكثر تعقيدًا.