「霜が割れる」音は木からではなく空から聞こえるかもしれない

わ夜、森の中で一人で歩くのは、最も不気味な体験の一つです。真っ暗で森が静まり返っているとき、最も恐ろしいのは、正体不明の不可解で神秘的な音です。

もちろん、暗闇を満たす奇妙な音には、しばしば完全に合理的な説明があります。北の気候に住む人々にとって、冬の寒さの中でくぐもったライフルの銃声のように鳴り響く特定の音は、長い間、木々自体から発せられているように思われてきました。たとえば、ラコタ族の人々は2月を「 カナポップはい: 「寒さで木々が割れる月」

実際、これらの大きな割れる音は、樹液が樹木内部で凍結して膨張することで、樹幹に大きな圧力亀裂が生じることに起因するとされることが多い。しかし、樹液が凍結すると人間の可聴範囲外の超音波周波数の音が発生することがわかっているが、科学者たちは、この現象が人間の耳に聞こえる音を生み出す可能性があるという証拠を見つけていない。

フィンランドのアアルト大学の音響学名誉教授ウント・ライネ氏が、この音の別の意外な発生源を発見した。しかも、それは木とは全く関係がない。

懐疑論者は、その音は幻覚、あるいは地元の木々の「霜割れ」だとして否定した。

1990 年のある夜、オーロラ嵐の最中に不可解な音が聞こえたので、彼は音響技師としての腕を試してみることにしました。そのかすかな音は、その夜見えたオーロラの光の波と一致しているようでした。彼は幻覚を見ていたのでしょうか?

オーロラの音に関する民間伝承は、スカンジナビア北部では珍しいことではありません。サーミ先住民は歴史的にオーロラを「北極光」と呼んできました。 石炭、つまり「聞こえる光」という意味です。1880 年代には、探検家、科学者、毛皮商人が科学文献や歴史文献にオーロラの音に関する独自の報告を記録し始めました。当時は、奇跡的で魅惑的なオーロラの性質やその原因についてはほとんど知られていませんでした。光が音と関連しているかどうかは、活発な議論の対象となり、意見が分かれました。

2000 年になっても、レイン氏が正式にはオーロラ音響プロジェクトとして知られるプロジェクトをアールト大学で開始したころは、状況はあまり変わっていなかった。レイン氏は、オーロラの大気圏起源を証明する第一歩として、音声録音に成功した。しかし懐疑論者は、レイン氏が録音した音を幻覚、あるいは地元の木々の「霜割れ」として退けた。

地球物理学者たちは、オーロラ音の可能性を考える前に、2つの大きな問題を克服しなければならないと断言した。第一に、オーロラの光のカーテンは、地球の表面から約50マイルの高さまでしか伸びず、人の耳には届かない。そのため、その高さから地球まで音がどうやって伝わるのかを説明する必要がある。第二に、そのような音がどのようにして空中から突然現れるのかを説明する必要がある。

この挑戦に挑むため、レイン氏は音だけでなくオーロラの活動も測定できる追加の機材を携えて出発した。最初の観察で彼が発見したのは、録音した音声のタイミングが、動くオーロラの光のカーテンとして現れる地磁気エネルギーの増加と強く関連しているということだった。

その後、奇妙なことが起こりました。別の夜に録音したところ、音は目に見えるオーロラがないのに発生しました。最初は、この発見は、音は実際にはオーロラではなく、木の霜割れによって発生しているのではないかという説を裏付けるもののように思えました。しかし、異なる場所に複数のマイクを設置する音響技術の向上により、レインはマイク間の距離と音速に基づく計算から音の発生源を三角測量することができました。三角測量データにより、音の発生源は確かに空であることが明らかになりました。しかし、不可解なことに、繰り返しテストを行った結果、音は約 230 フィートの高さで発生していることが示されました。一体何が起こっているのでしょうか?

「その時は空に何も見えなかったので、とても驚きました」と彼は言う。「しかし、音源がその高度にあることは確信していました。」

かなりの調査の後、レインが特定の高さを発見したときに答えが見つかりました。200 地球の表面から 100 フィートから 260 フィート上空までの気温は、逆転と呼ばれる気象プロセスに対応しています。穏やかで晴れた夜には、暖かい空気が上昇し、地球の表面から負に帯電したイオンを運びます。この暖かい空気が上空の冷たい空気と衝突すると、冷たい空気の上に暖かい空気の層が重なる「逆転」層が形成され、イオンが閉じ込められます。一方、太陽風から大気圏に入ってくる正に帯電したイオンもこの層に到達し、そこに閉じ込められます。反対の電荷が相互作用してエネルギーが蓄積され、放電しなければならないレベルに達します。これは、音とともにパチパチと音を立てる小さな稲妻のようなものです。これらの放電によって電流も放出され、磁場パルスが発生します。

オーロラが存在しないときに何が起こっていたのかをよりよく理解し、霜割れについての最終的な答えを得るために、レイン氏はもう一度測定を行うことにしました。昨年 1 月の寒い夜、レイン氏は霜割れに起因するとされる音に似た音を何百回も録音し、気温逆転状態にある地球から約 246 フィート上空の空でそれらの音を特定することができました。このときも目に見えるオーロラは存在しませんでしたが、音のタイミングは地磁気活動と同期していました。レイン氏は必要な証拠をすべて持っていました。音は逆転層から発生しており、地磁気計測器を使用して測定できた、逆転層に降り注ぐ陽イオンの増加のタイミングと正確に同期していましたが、この場合の地磁気活動はオーロラ光を引き起こすには弱すぎました。

「磁場測定ができたので、オーロラの音と木の音を混同することは不可能です」とレイン氏は言う。「木は磁気パルスを発しておらず、これらとオーロラの音の間には系統的な相関関係があります。 [pulses]「だから、100％真実だ。音は空から来ている」と、レイン氏は5月にフィンランドで開催されたバルト海・北欧音響会議で研究結果を発表した。

レイン氏の寒冷地での取り組みは、大気科学と音響学という一見かけ離れた研究分野の間の溝を独自の方法で埋めている。ノルウェーのトロムソ地球物理観測所の宇宙・プラズマ物理学研究者、ニョール・グルブランセン氏は、レイン氏の研究は画期的だが、他の科学者によるさらに厳密なテストが必要だと考えている。「レイン氏は何かに気付いているかもしれないが、この研究はまだ専門知識を持つ他の科学者によって評価されていない」

木が割れないということではなく、長い間木から発せられると考えられてきた不気味な音が、夜空そのものから発生する可能性があるということだ。

メイン画像: Saskia B / Shutterstock

• フィル・ジェイクル

  投稿日 2024年8月13日

  フィル・ヤークルは、認知神経科学の学術的背景を持つフリーランスのサイエンスライター兼作家です。彼の最新の著書は 意識不明：低体温症の不気味で物議を醸す、命を救う歴史へのぞっとするような下降彼はノルウェーの北極圏のトロムソに住んでいます。

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