Az infrahangok és érzékelésük

Az infrahangok a közmegegyezés szerint a 16-20 Hz-nél alacsonyabb frekvenciájú rezgéshullámokat jelentik. A madarak ezeket ugyanúgy nem hallják, ahogyan az emberek sem, ugyanakkor – a mágneses erővonalakkal együtt – egy fehérje jóvoltából a szemükkel érzékelik. Vagyis úgy „látják” a hangokat, mintha azok a térben megjelenő képszerű vonalak lennének. Vajon előfordulhat, hogy az emberi szem is képes lehessen olykor infrahangokat „látni”?

Miért tűnnek el mindig a kísértetek?

Egy brit mérnök, Vic Tandy olyan laboratóriumban dolgozott, amelyben rendre  megmagyarázhatatlan jelenségeket tapasztaltak. Hol indokolatlan depresszió, hol pedig furcsa remegés vett erőt az ott lévőkön, de olykor ennél kézzelfoghatóbb érzéki csalódások is a hatalmukba kerítették őket. Egy alkalommal például az egyik kollégája határozottan úgy érezte, hogy a mérnök az asztala mellett áll, ezért megfordult, hogy mondjon neki valamit, de kiderült, hogy Tandy a terem másik végén ül. Máskor mindannyian úgy érezték, hogy hűvös szél uralja körülöttük a teret, amitől borzonganiuk kell. És bár a helyiséget kísértettanyának nevezték el, sok energiát nem fordítottak arra, hogy kiderítsék a furcsa jelenségek okát.

Az infrahangok bizonyos feltételek együttállása esetén szürkés színű, sűrű vonalakból álló képekként jelenhetnek meg a szemben. Ezeket a foltokat könnyű emberhez hasonló alakoknak látni – ezért is hiszik sokan, hogy ilyenkor emberek túlvilági megjelenéseit látják. Az artexport.hu portál ennél valóságosabb módszert kínál a szellemek előállítására, például a farsangi mulatságok idejére. Íme, egy általuk kreált szellemcsalád, amelynek tagjait gipsz masszába vagy textilkeményítőbe mártott textilből, gézből vagy egyéb, laza szövésű anyagból is el lehet készíteni. Már csak néhány színes karika kell ahhoz, hogy szemük is legyen.

Egyszer azonban Tandynek olyan élményben volt része, amelyen már komolyabban el kellett gondolkoznia. Aznap éjjel egyedül volt benn a laboratóriumban. Munka közben hirtelen nyugtalanság vett erőt rajta, majd egyszer csak az asztalától balra, a szeme sarkából egy szellem alakú, szürkés folt lebegését érzékelte. Amikor azonban odafordult, hogy jobban megnézze, a folt eltűnt.

Másnap egy vívóversenyre készülve satuba fogta a tőrét, hogy kiélezze, amikor ismét furcsa jelenséget tapasztalt. Ez azonban most nem játszott az érzékszerveivel, hanem határozottan látható volt: a penge vége gyors rezgéseket végzett. Ráadásul ugyanez mások pengéjénél is bekövetkezett, amikor ugyanannál a satunál élezték őket. Ekkor már biztos volt benne, hogy valamiféle mesterséges hatás, esetleg gép áll az ilyen és ehhez hasonló jelenségek mögött.

Nekilátott tehát, hogy módszeresen végignézze, vajon milyen szerkezeteket működtetnek a környezetében, és végül rá is jött a rezgések forrására. Mindkét esetben elszívóberendezések voltak a közelben, amelyek ventilátorokkal – vagyis a forgásuk révén rezgéseket keltő alkatrészekkel – működtek.

Mérnökként nem volt nehéz rájönnie, hogy most már ezek hangjainak hatásait kell megvizsgálnia. Így is tett, és ezzel meg is fejtette a rejtélyt: mivel a ventilátorok változó sebességekkel forogtak, a furcsa jelenségek olyankor jöttek létre, amikor a forgásuktól keletkező hangok frekvenciája egybeesett bizonyos fizikai vagy biológiai tényezőkkel. A 18,98 Hz-es hang például ugyanúgy aktiválta az emberi szem egy fehérjéjét, ahogyan a madarakét is, ezért fordulhatott elő, hogy azon a bizonyos kísérteties éjszakán Tandy egy bizonyos szögből képként látta megjelenni a hangokat, amelyeknek azonban más szögből el kellett tűnniük, hiszen nem valódi jelenségek voltak. Mindehhez az is kellett, hogy a helyiség mérete pontosan a hanghullám hossza felének feleljen meg.

Másnap a tőr hegyének rezgéséhez az kellett, hogy a satuba fogott penge is olyan helyen álljon, ahol az együttállások miatt állóhullám alakulhatott ki – ez volt tehát az a hatás, amely azután folyamatosan rezgésben tartotta a penge hegyét. A mérnök ezután több olyan, közismerten kísértetjárta helyen is vizsgálódott, mint például a coventryi katedrális mellett működő Tourist Information Bureau alagsora vagy az edinburgh-i kastély, és mindenütt ugyanarra a következtetésre jutott: a kísértetek mindegyike az infrahangok játékának műve. Tandy gondos utánajárásai és felfedezései azután nemcsak a „szellemlátás” problémáját oldották meg, de sokat lendítettek az infrahang tudományos felhasználásának kibővítésén is.

A közelmúlt egyik legnagyobb természeti katasztrófája a Krakatau kitörése volt, 1883. augusztus 27-én. A vulkán a mai Indonézia területén, Jáva szigetétől 40 kilométerre, a Szunda-szorosban található. Három vulkáni kúpja évszázadig inaktívak volt, ám a kitöréseik ekkor egyre hevesebbé váltak, majd végül akkora repedés nyílt a tűzhányó oldalán, amelyen hirtelen nagy mennyiségű tengervíz áramlott a vulkán belsejében fortyogó magmára. Ettől az egész hegy felrobbant, majd 80 kilométer sugarú területen szórt szét hamut és más vulkáni anyagokat. A tragédia 5000 ember halálát okozta, hangját pedig még 5000 kilométer távolságról is lehetett hallani. Ezzel egy időben a barométerek a világ minden pontján az emberi fül számára nem hallható infrahangok jelenlétét regisztrálták. Ez irányította rá elsőként a figyelmet az infrahangok jelenlétére és fontosságára.

Infrahangok a természetben

Infrahang a természetben is keletkezik, ráadásul meglehetősen gyakran. A tenger hullámzásai is létrehozhatnak infrahangokat, de a viharos szél, a tornádó, a lavina, egy vulkánkitörés, egy jéghegy leomlása vagy egy erőteljesebb földrengés során egészen biztosan jelen vannak ilyenek. Nem nehéz belátni, hogy például egy cúnami keletkezésekor életmentő lehet, ha a megfigyelőállomások időben észlelik az infrahangokat, és a jelzésükkel figyelmeztetik a tengerpartok érintett lakosait a biztonsági intézkedések megtételére.

Az infrahang megjelenése lehet rövid, impulzusszerű, vagy hosszantartó. Mindkét esetben nagy légtömegeket kell megmozgatni, és ehhez sok energia kell. A létrejövő infrahang frekvenciája a létrehozó test méretével fordítottan arányos: a nagyobb test alacsonyabb, a kisebb magasabb frekvenciájú infrahangot tud létrehozni. (A legalacsonyabb frekvenciájú infrahang a hegyek fölött kialakuló örvényes áramlásban jön létre, ennek frekvenciája akár 0,01 Hz is lehet.)

Az infrahang a szeizmikus hullámokhoz hasonlóan a Föld szilárd anyagában és a levegőben egyaránt terjed. Terjedési sebessége a légkörben a környezeti paraméterektől (hőmérséklet, nyomás) függően erősen változó lehet. Mint minden hanghullám, akadályokba ütközve az infrahang is visszaverődik vagy megváltoztatja a haladási irányát. Az akadály akár egy nagy sebességű légáramlás is lehet. Az infrahang sebessége arányos a levegő abszolút hőmérsékletének négyzetgyökével, a szél irányában pedig növekvő tendenciát mutat. A hőmérséklet és a szél viselkedése függ a magasságtól, földrajzi helytől, napszaktól és az éves időszaktól. Kedvező széljárás esetén akár a sztratoszférától is visszaverődhet a Föld felé. A termoszférán belül a magassággal jelentősen növekvő hőmérséklet miatt visszaverődik.

A troposzférában, a legalacsonyabb légköri rétegben szintén visszaverődhet, ha a magassággal csökkenő hőmérsékletben inverzió jön létre, vagy ha az infrahang a nagy sebességű szél irányában halad.

A tudomány akkor fedezte fel az infrahangok létezését és jelentőségét a természetben, amikor 1883-ban kitört a Krakatau tűzhányó, és a barométerek a Föld több pontján is alacsony frekvenciájú rezgéseket rögzítettek. Ettől kezdve folyamatosan vizsgálták a jelenlétét, és bővítették a kutatások területét is. Mivel az infrahang akár több ezer kilométeres távolságra is terjedhet, a légkör legkülönfélébb jelenségeinek kutatására is alkalmas. Idővel az is kiderült, hogy az állatok nemcsak az infrahang felhasználói lehetnek: egyes fajok maguk is kibocsátanak infrahangot. Ilyenek például a bálnák, vízilovak, aligátorok, rinocéroszok, okapik, zsiráfok és elefántok. Ez utóbbiak a párválasztás időszakában a lábdobogásaikkal keltenek infrahangot. Az általuk kibocsátott hangok frekvenciája a 15–35 Hz-es tartományban van, és elérheti a 117 dB hangnyomást is. Fajtársaik szintén a lábukkal érzékelik az üzeneteket, amelyek akár több száz kilométerre is eljuthatnak a szilárd talajban. Ezeket a hangokat más alkalmakkor is használják a mozgásaik összehangolására.

Különféle kutatási feladatok

A földrengések előrejelzése vagy az olaj- és földgázlelőhelyek kutatása, olykor a szív működésének vizsgálata mellett egyre fontosabbá vált az emberi tevékenységek nyomán keletkező infrahangok észlelése is. Infrahangok a dízelmotorok működése vagy a nagyméretű basszushang-sugárzók bekapcsolásakor is keletkezhetnek, de bármiféle közönséges robbanás is létrehozhat ilyeneket, legyenek azok akár kémiai, akár nukleáris eredetű robbanások.  A Nukleáris Kísérletek Betiltását Ellenőrző Bizottság (Comprehensive Nuclear-Test-Ban Treaty Organization Preparatory Commission) a szeizmikus, hidro-akusztikus és radioaktivitás-érzékelők mellett nem nélkülözheti az infrahang-érzékelőket sem. Jelenleg a világon 60 nagyméretű, összehangolt infrahangállomás működik, s ezek hálózata a világ bármely pontján végzett, 1 kilótonnánál nagyobb nukleáris robbantást képes detektálni.

Piszkéstető térképe az állomások jelöléseivel. A piros háromszögek a mikrobarométereket, vagyis a nyomásváltozásokra különösen érzékeny légnyomásmérők helyét jelzik. A kék pont a szeizmológiai állomás.

A közelmúltban a mátraszentimrei piszkéstetői megfigyelőállomásra is telepítettek egy infrahangállomást. Az intézmény egyik fiatal kutatója, Czanik Csenge beszélt egy interjúban az ott zajló munka érdekességeiről az Élet és Tudomány című lapnak. Elmondása szerint az egyik legizgalmasabb feladat a bányarobbantások hangjainak elkülönítése a földrengésekéitől, hiszen nem mindegy, hogy egy adott pillanatban melyiket jelzik a műszerek. Ugyan el lehet különíteni ezeket egymástól a szeizmikus adatok alapján is, de az infrahangokkal ezt jóval pontosabban meg lehet tenni.A felszíni robbantások szeizmikus jelet és infrahangot egyaránt generálnak, s a cél az, hogy a kettő együttes feldolgozásával új és hatékony módszert dolgozzanak ki a robbantások és földrengések elkülönítésére.

Mivel Magyarországon a szeizmikusan regisztrált események durván egyharmada bányarobbantásokból származik, különösen fontos, hogy a kockázatok becsléséhez legyen egy megbízható tektonikai katalógus, amely egyértelműen megmutatja a földrengések eloszlásának képét. A helyzet pontos felmérésében a legnagyobb ellenség a szél, hiszen állandó zajt kelt, és ezzel elnyomja a mérésekhez szükséges hasznos jeleket. Ennek a kiküszöbölésére a szenzort egy hordóban helyezték el, amelyet félig beástak a földbe, majd egy 15 méter átmérőjű, 32 kerti locsolócsőből összeállított, polipkarszerű rendszerrel vették körül. A levegő ezeken a csöveken át kiegyensúlyozva áramlik be a műszerbe, amelynek szenzora így jól elkülönítve érzékeli az infrahangot.

„A jelenlegi még kísérleti állomás, amivel megtanuljuk, hogyan működik ez a tudomány, később talán lesz egy nagyobb, szebb és jobb. Világszerte egyre nagyobb az érdeklődés a téma iránt, és fontosnak tartjuk behozni az országba ezt a technológiát. Szeretnénk tartani a lépést a világgal. Ezért is csatlakoztunk 2016-ban az ARISE nevű, európai légkörkutató együttműködéshez, ők fogják össze az európai infrahangos közösséget. Mi az első lépéseken már túl vagyunk, de még van hova fejlődnünk” – mondta el a kutató, aki egyúttal mindezt nem pusztán a munkája nehézségeinek, de egyúttal a szépségének is tekinti, ahogyan azt a hivatásuknak élő kutatók szokták.

Lévai Júlia