Instal·lades per tot el planeta hi ha xarxes d’estacions infrasòniques i d’estacions sísmiques que van enregistrant i guardant tot el que “escolten”. L’estudi d’aquests registres ens pot donar molta informació de l’objecte que les ha generat, com ara el lloc i l’hora de caiguda d’un meteor, la seva trajectòria , l’energia alliberada i, fins i tot, la seva mida.
Tal i com vam comentar al missatge anterior, els infrasons són ones sonores que la nostra oïda no pot sentir donat que la seva freqüència es inferior als 20Hz, per sota del llindar audible per l’home.
Però quines són les fonts d’ones infrasòniques? Hi ha fenòmens que són naturals i en generen, com ara els allaus, volcans, terratrèmols, ones oceàniques, salts d’aigua i evidentment els protagonistes d’aquesta aventura, meteors i meteorits. Tanmateix també hi ha fenòmens artificials que produeixen ones infrasòniques, per exemple les explosions nuclears i químiques, la maquinària industrial i els avions.
Recreació de diverses fonts generadores d’infrasons (CTBTO)
Les ones infrasòniques són ones mecàniques longitudinals, és a dir, el seu moviment es desenvolupa en el mateix sentit de propagació. Les freqüències característiques d’aquestes ones són entre 20Hz i 0.001Hz i les seves amplituds, mesurades en diferències de pressió, ronden els 100-10 Pascals.
El que fa que aquestes ones siguin particularment útils pel seu estudi és que es propaguen per l’atmosfera, recorrent llargues distàncies sense pèrdua substancial d’energia. Això ens permetrà enregistrar aquestes ones a llargues distàncies.
Les ones sísmiques són ones que viatgen a través de la Terra. Aquestes tenen característiques similars a les ones d’infrasò, són ones mecàniques. Però, poden ser longitudinals (ones P), transversals (ones S) o superficials (ones Rayleigh, Love, …).
Ona P, ona longitudinal
Ona S, ona transversal
Ona Rayleigh, un tipus d’ona sísmica superficial (imatges extretes de Dan Russell, Kettering University)
Els rangs de freqüències i amplituds que abasten les ones sísmiques són més amplis que els de les ones d’infrasò però comparteixen part del rang, com es pot observar a la figura següent. En aquest cas les amplituds es mesuren en unitats de distància i no en diferències de pressió.
Conflictes de personalitat!
Hem descrit una mica el que és una ona infrasònica i el que és una ona sísmica. En diversos fenòmens naturals, aquestes ones es poden transformar d’unes en unes altres.
Així, les ones infrasòniques generades per un meteor es poden convertir en ones sísmiques en interaccionar amb el terra. D’igual forma una ona sísmica superficial en interaccionar amb l’atmosfera pot generar ones d’infrasò. Això succeeix , per exemple en terratrèmols grans.
Fotografiem les ones
Com si d’una fotografia es tractés, als científics ens cal enregistrar aquestes ones de forma permanent per posteriorment poder-les estudiar. En aquest cas tenim instruments instal·lats per tot el planeta formant xarxes d’estacions infrasòniques i estacions sísmiques que van enregistrant i guardant tot el que “escolten”.
L’estudi d’aquests registres ens pot donar molta informació de l’objecte que les ha generat i que no tindríem altra forma de saber o ens serveix per confirmar la informació que s’extreu dels registres visuals.
Per exemple, a la figura següent veiem un registre sísmic i un infrasònic, ambdós corresponents a l’entrada a l’atmosfera del transbordador Atlantis en la seva tornada a la Terra. En aquest cas, l’objecte era conegut i esperat, cosa que serveix per comparar el que sabem, amb el que podem mesurar dels enregistraments sísmics i infrasònics.
Però en el cas dels meteors i meteorits no sabem quan i com cauen i és a través dels registres que podem intentar:
– Saber el lloc i hora on ha estat el fenomen, de forma similar que es localitzen els terratrèmols.
Localització d’un meteor i un dels senyals infrasònics que ho ha permès (Brown et al, 2002)
– Com ha estat la trajectòria del meteor en la seva entrada a l’atmosfera, saber si ha tingut una o diverses fragmentacions, entre altres fenòmens.
Identificació en un sismograma de diversos moments de la trajectòria d’un meteor (Brown et al, 2004)
– Mida i energia alliberada pel meteor. Això es va poder avaluar en el cas d’un meteorit molt proper: el meteorit de Villalbeto de la Peña i enregistrat a una estació sísmica espanyola. Amb aquest senyal es va poder estimar que el meteorit es trobava a 90 km de distància de l’estació i que l’energia original de l’objecte era de 0.020 kilotons.
Senyal sísmica del meteorit Villalbeto de la Peña enregistrat en l’estació sísmica EARI (Llorca et al., 2005)
Així que, ara que us heu pogut fer una idea del que es pot arribar a investigar posant la geofísica al servei de l’astronomia, continuarem a l’espera de nous meteors i nous senyals enregistrats per tal d’estudiar-los! Qui sap si un Dracònid serà suficientment gran per a què puguem esbrinar més coses d’ells.
Referències
C.D. Groot-Hedlin, M. Hedlin, K. Walker, D. Drob, M. Zumberge. Evaluation of infrasound signals from the shuttle Atlantis using a large seismic network. J. Acoust. Soc. Am. 124 (3), September 2008. DOI: 10.1121/1.2956475
P. Brown, R. Whitaker, D. O. Revelle, E. Tagliaferri. Multi-Station Infrasonic Observations of Two Large Bolides: Signal Interpretation and Implications for Monitoring ofAtmospheric Explosions. Geophysical Research Letters, vol. 29 (13). July 2002. DOI 10.1029/2001GL013778
P. Brown, D. Pack, W. Edwards, D.O. Revelle, R. Spalding and E. Tagliaferri. The orbit, atmospheric dynamics, and initial mass of the Park Forest meteorite. Meteoritics & Planetary Science 39, Nr 11, 1781–1796 (2004)
J. Llorca, JM. Trigo-Rodríguez, J. Ortiz, J. Docobo, J. García-Guinea, A. Castro-Tirado, A. Rubin, O. Eugster, W. Edwards, M. Laubenstein and I. Casanova. The Villalbeto de la Peña meteorite fall: I. Fireball energy, meteorite recovery, strewn field, and petrography. Meteoritics & Planetary Science 40, Nr 6, 795–804 (2005)
Respondre