Dùng khí cầu giải mã những âm thanh bí ẩn ở tầng bình lưu Trái Đất

Ở độ cao hơn 21.300 m thuộc tầng bình lưu của Trái Đất, các nhà khoa học phát hiện ra những âm thanh ‘ bí ẩn’ mà tai người không thể nghe thấy.

Theo nhà khoa học Daniel Bowman thuộc phòng thí nghiệm Sandia ở New Mexico (Mỹ), trong tầng bình lưu của Trái Đất tồn tại một loại âm thanh ở tần số thấp mà tai người không thể nghe thấy (còn được gọi là hạ âm – hơn 16 Hz).

Về tầng bình lưu – đây là lớp thứ hai của bầu khí quyển Trái Đất (ở độ cao từ 16.000 m đến 52.000 m) và nằm ngay dưới nó là tầng ozon hấp thụ và tán xạ bức xạ cực tím của mặt trời. Không khí mỏng và khô của tầng bình lưu là nơi máy bay phản lực và khí cầu thời tiết đạt đến độ cao tối đa, và tầng khí quyển tương đối yên tĩnh hiếm khi bị xáo trộn bởi nhiễu loạn không khí.

Khinh khí cầu được Bowman cùng các cộng sự sử dụng để ghi lại âm thanh trong tầng bình lưu của Trái Đất. (Ảnh: CNN)

Bowman cùng các cộng sự trước đây từng sử dụng khinh khí cầu thời tiết gắn camera để ghi lại âm thanh trên khí quyển nhìn từ Trái Đất ra không gian và ngược lại. Giờ đây khinh khí cầu của họ được tích hợp thêm nhiều thiết bị với pin năng lượng mặt trời cho phép hoạt động lâu hơn.

Thử nghiệm của Bowman cũng là thử nghiệm ghi lại âm thanh trong tầng bình lưu được giới khoa học thực hiện sau 50 năm. Việc sử dụng khinh khí cầu tích hợp cùng lúc nhiều thiết bị cảm biến sẽ cho một kết quả chính xác hơn so với việc sử dụng máy bay khí tượng.

Nhà khoa học Bowman cũng chia sẻ, ông từng thực hiện nhiều thử nghiệm ghi lại âm thanh các hiện tượng tự nhiên lẫn nhân tạo như âm thanh từ một vụ phun trào núi lửa, sấm sét, sóng biển, tiếng máy bay cánh quạt, âm thanh của thành phố từ trên không, một vụ phóng tên lửa, động đất… Đôi khi Bowman cũng ghi lại được những âm thanh không rõ nguồn gốc ở trên không.

Lợi thế về độ cao mà khinh khí cầu đạt được có nghĩa là mức độ tiếng ồn thấp hơn và phạm vi ghi âm được tăng lên – giống như thế chúng ta có thể lắng nghe được tiếng của Trái Đất. Dù vậy việc sử dụng khinh khí cầu trong các thử nghiệm trên không cũng đặt ra cho các nhà khoa những thách thức bởi tầng bình lưu là một môi trường khắc nghiệt bởi liên tục xảy ra sự dao động nhiệt độ giữa nóng và lạnh.

“Khinh khí cầu chạy năng lượng mặt trời hơi chậm chạp và không phải lần phóng nào cũng thành công”, Bowman nói.

Góc nhìn này từ một trong những khinh khí cầu chạy bằng năng lượng mặt trời của Phòng thí nghiệm Sandia được chụp ở độ cao khoảng 21.000 m so với bề mặt Trái Đất.

Dù vậy theo ông Bowman, rất khó xác định được nguồn gốc của những âm thanh có tần số thấp ở tầng bình lưu, chúng có thể do con người tạo ra như khi một máy bay phản lực bay qua khu vực, một vụ phóng tên lửa, tiếng ồn khi tàu chở hàng di chuyển trên biển hay là sự hình thành của một cơn bão cách xa vị trí thử nghiệm. Nguồn gốc của âm thanh chỉ có thể được xác định nếu có đủ dữ liệu.

Nhà khoa học Bowman cho rằng, những âm thanh trên có thể đã vang lên đến tầng bình lưu và sóng âm của chúng bị dội đi dội lại nhiều lần đến mức bị biến dạng so với âm thanh ban đầu. Cũng theo ông Bowman, không phải lúc nào cũng có thể ghi lại được âm thanh trên tầng bình lưu kể cả ở cùng một vị trí.

Chính điều này đã thôi thúc Bowman và các cộng giải mã bí ẩn về những âm thành trên tầng bình lưu của Trái Đất. Điều này không chỉ giúp ích cho việc xác định sự thay đổi theo mùa của khí quyển Trái Đất mà còn mang đến các dữ liệu quan trọng hỗ trợ các nhà khoa học thực hiện nghiên cứu khí quyển các hành tinh khác trong sứ mệnh khám phá không gian.