Zorze polarne wydają dziwne dźwięki. Teraz wiemy już dlaczego

Świadkowie mówią, że dźwięki porównywalne są do zakłóceń radiowych, przypominają cichutkie trzaskanie, lekkie szeleszczenie czy syczenie słyszane przez kilka minut podczas silnego zjawiska. Choć dziwne dźwięki od dawna były uważane za część folkloru, fińscy naukowcy nie tylko wykazali, że one naprawdę występują, ale i prawdopodobnie znaleźli na nie wytłumaczenie.

Odpowiedzi można szukać w naładowanych cząsteczkach, które tkwią w warstwie atmosfery tworzącej się w czasie zimnych nocy. Te cząsteczki szybko wyładowują się, kiedy rozbłyski materiału wyrzucane są przez Słońce na Ziemię, wydając trzaski i inne dźwięki – jak poinformował zespół badaczy 22 czerwca podczas Bałtycko-Nordyckiej Konferencji Akustycznej w Sztokholmie.

Mistrzowski pokaz

Słońce nieustannie emituje naładowane cząsteczki, czyli wiatr słoneczny, a zorze pojawiają się, kiedy owe cząsteczki wchodzą w interakcje z polem magnetycznym Ziemi. Cząsteczki przedostają się w kierunku ziemskich biegunów, gdzie uderzają w atmosferę, co w rezultacie daje kolorowe pokazy świetlne.

Czasami Słońce zrzuca większe strumienie cząsteczek, które, jeśli są skierowane w kierunku Ziemi, mogą wywołać zakłócenia w ziemskim polu magnetycznym, co nosi nazwę burzy magnetycznej. Te burze mogą kolidować z orbitującymi satelitami, a nawet z sieciami energetycznymi. Wywołują jednak również najbardziej zjawiskowe zorze polarne.

Wcześniej jedna z wiodących teorii na temat dźwięków wydawanych podczas zorzy polarnej zakładała wpływ igieł i szyszek na drzewach. W czasie burz magnetycznych w atmosferze tworzą się pola elektryczne o niezwykle wysokim natężeniu, co tworzy różnicę w ładunkach elektrycznych pomiędzy powietrzem i obiektami na ziemi.

Wszystko co jest szpiczaste, jak liście i szyszki sosnowe, stanowi idealną powierzchnię do wyładowań elektrycznych - tak jak wyładowanie elektrostatyczne w momencie dotknięcia palcem klamki do drzwi. Towarzyszyć temu może słyszalny odgłos trzaskania.

Jednak w 2012 Unto K. Laine, naukowiec z Aalto University, udowodnił, że podczas najintensywniejszych momentów zjawiska, dźwięki zorzowe powstają ponad czubkami drzew – a dokładniej 70 metrów nad powierzchnią Ziemi.

Teraz jego zespół dysponuje dokładnym wytłumaczeniem, dlaczego te wszystkie dźwięki w czasie zorzy są wydawane. Kluczem do zrozumienia jest tak zwana warstwa zaporowa – miejsce w atmosferze, gdzie temperatura powietrza wzrasta wraz z wzrostem temperatury zamiast maleć, jak to z reguły ma miejsce. Takie warstwy mogą się tworzyć po spokojnych, słonecznych dniach – twierdzi Laine. Po zachodzie słońca cieplejsze powietrze unosi się, a powierzchnia ulega ochłodzeniu. Z kolei niezmiennie spokojne warunki atmosferyczne powodują, że oba obszary temperatury nie mieszają się ze sobą.

Zdaniem Laine’a i jego zespołu ta warstwa zaporowa w tym przypadku działa jak pokrywka – pod spodem trzyma ujemne ładunki elektryczne, a nad nią znajduje się powietrze z dodatnimi ładunkami. Kiedy burza magnetyczna uderza w Ziemię, pokrywa rozbija się, a ładunek ulega wyładowaniu tworząc tym samym dźwięki.

Ta teoria dobrze dopasowuje się do poprzednich odkryć zespołu. Udowodnili, że 60 z najgłośniejszych dźwięków powstaje 75 metrów nad powierzchnią ziemi. Na takiej samej wysokości znajduje się warstwa zaporowa, jak wynika z niezależnych pomiarów przeprowadzonych przez Fiński Instytut Meteorologiczny. […]

1 z 7