Są takie zjawiska w przyrodzie, o których się fizjologom nie śniło. No dobra, może i się śniło, ale z pewnością ich nie słyszeli. Infradźwięki. Dźwięki, których nie słyszysz. Chyba, że jesteś słoniem. Albo wielorybem. Albo…

Czym są infradźwięki?

Są dźwiękami, a konkretniej – falami dźwiękowymi. My, ludzie nie słyszymy ich. Zazwyczaj klasyfikuje się je jako wszelkie dźwięki, odgłosy, fale akustyczne o częstotliwościach nie większych niż 20 Hz (Hz czyli herców). Pewnie zadajesz sobie pytanie skąd te 20 Hz? Czemu nie 16 Hz, 5 Hz, a może 50 Hz? Te 20 Hz jest uznawane za próg słyszalności, albo granicę słyszalności naszych uszu. Dolną granicę słyszalności, bo idąc w górę dojdziemy do ultradźwięków, ale dziś nie o tym.

Mówi się, że 20 Hz staje się słyszalne przy poziomach ciśnienia akustycznego rzędu 100-120 dB (dB czyli decybeli). Z drugiej strony istnieje teza, że przy odpowiednio dużych poziomach tegoż ciśnienia możemy usłyszeć dźwięki o jeszcze niższych częstotliwościach.

Infradźwięki w domu i zagrodzie

Skąd się biorą infradźwięki? Możesz się z nimi spotkać niemal na co dzień. Biorą się… Z przyrody się biorą 🙂 Kto je z siebie wydobywa?

  • słonie
  • żyrafy
  • okapi
  • aligatory
  • wieloryby
  • wulkany
  • trzęsienia ziemi
  • zorze polarne
  • grzmoty
  • tornada
  • wodospady
  • sztormy
  • tsunami
  • człowiek podczas biegu

Tak, człowiek podczas biegu może wytwarzać infradźwięki o poziomach rzędu 90 dB. Nie zmienia to jednak faktu, iż sport to zdrowie, a bieganie do sportu rzecz jasna zaliczamy. Ciekawostką jest, że podczas huśtania się na huśtawce możemy wytworzyć jeszcze donioślejsze infradźwięki – rzędu 110 dB! I jeszcze ten pisk wołającej o naoliwienie huśtawki.

Słonie, żyrafy czy inne wymienione zwierzęta używają infradźwięków do komunikacji i to nie byle jakiej! Potrafią się komunikować na znaczne odległości rzędu kilkuset kilometrów (płetwale błękitne). Spróbuj krzyczeć tak głośno, by być słyszanym choćby kilka kilometrów dalej. Nawet rozmowa telefoniczna przez sieć komórkową, o ile nie ma w pobliżu stacji BTS, może być utrudniona lub – co bardziej prawdopodobne – niemożliwa.

Natura naturą, ale infradźwięki wytwarza również człowiek i to nie w biegu. Dokładniej chodzi o wszelką naszą działalność – fabryki, samochody, etc. Fachowo mówimy na to „infradźwięki pochodzenia antropogenicznego”. Do ich źródeł zaliczamy takie cuda techniki jak:

  • samoloty
  • samochody
  • rakiety, a właściwie ich silniki
  • elektrownie wiatrowe czy wodne
  • kolej
  • wentylatory i maszyny w zakładach przemysłowych
  • sprzęt audio fanów mocnego basu 🙂
  • wszelkiego rodzaju sprzęt AGD i RTV

…i wiele innych. Wystarczy wsiąść do kilkunastoletniego samochodu, który nie jest już w idealnym stanie technicznym, by przekonać się nie tylko o istnieniu infradźwięków, ale i innych szkodliwych drgań. Hałasów w ogóle.

Hałas infradźwiękowy i niskoczęstotliwościowy

Jak się pewnie domyślasz jest to hałas związany z infradźwiękami. Zapewne obejmuje częstotliwości akustyczne od 1 Hz do 20 Hz. Tylko tak właściwie… Czym jest hałas? Tak ogólnie. Zastanawiałeś się kiedyś nad tym?

O hałasie zazwyczaj mówimy i myślimy jako o zjawisku niepożądanym. Czymś co nam przeszkadza pracować, spać czy po prostu normalnie egzystować. Coś jest za głośno, ścisz to! #domowemelodie

Oczywiście wszystko zależy od subiektywnego podejścia do tematu. Piosenka, która będzie dosyć głośno odtwarzana, dla jednego człowieka może być jak miód na uszy, innemu natomiast będzie się uporczywie wwiercać w głowę.

Jak zatem zdefiniować hałas? Kiedy mówimy, że jest hałas? Kilka faktów.

  • jest za głośno
  • dźwięk jest uciążliwy i długotrwały
  • dźwięk jest szkodliwy dla organizmu
  • praca maszyn w ogromnej fabryce
  • odgłosy dochodzące z pobliskiej autostrady niechronionej ekranami akustycznymi
  • huk fajerwerków w sylwestrową noc
  • angielski noise pochodzi od łacińskiego nause – choroba, nudności
  • kiedy przejeżdża obok nas Mercedes z sześciolitrowym silnikiem, na wysokich obrotach

Hałas jest odczuciem wysoce subiektywnym. O ile trudno się nie zgodzić, że praca w fabryce, w której maszyny emitują uciążliwe, głośne dźwięki, jest szkodliwa, o tyle ryk samochodu ze zmodyfikowanym układem wydechowym dla wielu osób jest przyjemnością porównywalną z wizytą w miejskiej filharmonii.

O hałasie wspomina się już przy poziomach ciśnienia akustycznego rzędu 70 dB. Z kolei 130 dB to już nie przelewki, poziom ten uchodzi za granicę bólu.

Hałas infradźwiękowy jest szczególnie „odczuwalny” w miastach i w pobliżu dużych stref przemysłowych. Przy dużych arteriach komunikacyjnych też występuje choć w praktyce powinno się stosować ekrany akustyczne, które chronią nas przed negatywnym wpływem hałasu (a także wibracji z nim związanych).

Nadejdzie dzień, gdy człowiek będzie musiał walczyć z bardzo niebezpiecznym wrogiem swego zdrowia – hałasem – tak samo, jak kiedyś walczył z cholerą i dżumą – Robert Koch

Generalnie hałas to nic dobrego.

No to bloop!

Bloop to taka naukowa ciekawostka. Nazwę nadano infradźwiękowi zarejestrowanemu przed laty, dokładnie w 1997r., przez National Oceanic and Atmospheric Administration. NOAA jest amerykańską agencją rządową powołaną do monitorowania pogody, ostrzegania o kataklizmach, etc. Swego rodzaju odpowiednik polskiego IMGW. Wracając jednak do bloopa…

infradźwięki

Spektrogram bloopa // NOAA

Dźwięk prawdopodobnie pochodził gdzieś z okolic Pacyfiku. No i w sumie tyle o nim wiadomo, bo nie ma pewności co było jego źródłem. Co w nim niezwykłego spytasz? Ano był on wielokrotnie silniejszy (głośniejszy) od dźwięku wydawanego przez płetwala błękitnego, który uznawany jest za najgłośniejszy na świecie naturalny infradźwięk (podobno dochodzi do 200 dB, ale kto to słyszał…).

Infradźwięki i wulkany

Jednym z bardziej znanych wydarzeń w „historii infradźwięków” był wybuch wulkanu Krakatoa w rejonie Indonezji. W 1883 roku doszło tam do potężnego wybuchu, przy okazji którego wytworzyła się fala dźwiękowa. Nie byle jaka, bo infradźwiękowa. Taka tam o ultraniskiej częstotliwości 0.1 Hz (jednej dziesiątej herca). Była na tyle silna, że po okrążeniu całej naszej planety jej energia została stłumiona ledwie o 0.5%. To tak jakbyś przebiegł się dookoła równika i stracił na wadze niecałe 0.5 kg (przy masie ciała ok. 90 kg).

Jak to możliwe? Ma to związek z ciekawymi właściwościami infradźwięków, o których za chwilę…

…wróćmy jednak na chwilę do sprawy wulkanów. Wspomniany wybuch wulkanu Krakatoa to niejedyna ciekawostka łącząca to co niesłyszalne z tym co nieprzewidywalne. Badacze pracujący w Yale University odkryli bowiem, że wzrost częstotliwości infradźwięków generowanych przez posuwającą się magmę wieszczy zbliżający się kataklizm. A przynajmniej erupcję wulkanu. Czy pomoże to odpowiednio wcześnie reagować na tego typu zagrożenia? Nie wiadomo.

Właściwości infradźwięków

Może zacznijmy od długości fali. Weźmy sobie taki uproszczony wzór.

$\rm{\lambda = \frac{340}{f}}$

Powiedzmy, że infradźwięki to wszystkie bardzo niskie i wręcz ultra niskie częstotliwości. Od 20 Hz w dół.

Dla częstotliwości 20 Hz długość fali wynosi jakieś 17 metrów. Dla 2 Hz to już 170 metrów. Dla 0.1 Hz (wspomniany wcześniej wybuch wulkanu Krakatoa) to – bagatela – 3400 metrów, czyli prawie trzy i pół kilometra. Robi wrażenie?

Fale infradźwiękowe potrafią być naprawdę długie i jednocześnie bardzo łatwo się rozchodzą. Są po prostu słabo tłumione w skorupie ziemskiej oraz w wodzie (wiesz wieloryby i oceany – mówi Ci to coś?). Bez problemu mogą pokonywać setki kilometrów. Tą charakterystyczną właściwość wykorzystały ptaki – Gajówki – by uchronić się przed tornadem (więcej na ten temat tutaj). Infradźwięki wytwarzane przez burzę oddaloną od miejsca ich pobytu o setki kilometrów pozwoliły uniknąć zagrożenia.

Infradźwięki można mierzyć, a właściwie odbierać przy pomocy mikrofonów (jakież to oczywiste!). Nie jest to jednak takie proste, jak mogłoby się wydawać na pierwszy rzut oka. Użycie mikrofonu w smartfonie do pomiarów infradźwięków wydaje się pomysłem nieco chybionym. W praktyce używa się wyspecjalizowanych mikrofonów pojemnościowych, których charakterystyka pozwala nierzadko na odbiór dźwięków niskich częstotliwości z zakresu 0.01 Hz do 50 Hz. A może któryś z czytelników ma dostęp do jakichś systemów pomiarowych służących właśnie do badań infradźwięków? Może właśnie to Ty jesteś tym wielkim naukowcem zajmującym się infradźwiękami? Pochwal się! Chętnie poczytamy.

Pożarnictwo infradźwiękowe? Tak.

„Trust me, i’m engineer!” głosi słynne powiedzenie. To właśnie dwaj inżynierowie wpadli na dosyć osobliwy, ale jakże pożyteczny sposób wykorzystania mocy tkwiącej w falach dźwiękowych niskich częstotliwości. Mianowicie… Opracowali infradźwiękową gaśnicę.

 

 

Seth Robertson i Viet Tran z George Mason University stworzyli urządzenie emitujące dźwięki o częstotliwościach rzędu kilkudziesięciu herców.  Pomysł pozwala na ugaszenie jedynie niewielkiego pożaru, ale gdyby tak wykorzystać urządzenie jako podręczną gaśnicę w samochodzie? Może byłaby skuteczniejsza niż te, które zazwyczaj ze sobą wozimy? Jak wiemy są raczej mało skuteczne. Są, bo są.

Infradźwiękowy klucz wiolinowy…

…czyli słów kilka o infradźwiękowych inspiracjach.

Jak to w życiu bywa najlepsze rzeczy są za darmo. Przynajmniej tak mówią. Chwilami trudno się z tym nie zgodzić, gdy pisząc tekst o infradźwiękach trafiasz na całkiem strawny i – nomen omen – słyszalny kawał dobrej muzyki. Infradźwięki to nie tylko fale akustyczne bardzo niskich częstotliwości, lecz również nazwa zespołu hm… post-rockowego? No z pewnością kapeli pochodzącej z Opola Lubelskiego.

Nie jest to muzyka „dla każdego”. Nie jest to też – jak to niektórzy zwykli określać – przeintelektualizowana papka. Infradźwięki to bezsprzecznie twórczość ambitna, której na co dzień próżno szukać w radiu czy telewizji. Cóż dodać – warto „nausznie” sprawdzić czy Infradźwięki przypadną nam do gustu. Na koniec wspomnę, że za mastering albumu Summer Love odpowiadał Andrzej Smolik, w którego muzyczny świat również polecam się zanurzyć.

Na koniec niskim tonem…

Materiały, z jakich miałem okazję skorzystać pisząc dla Ciebie 🙂

  1. Przegląd kryteriów oceny infradźwięków i hałasu niskoczęstotliwościowego w środowisku zawodowym i pozazawodowym (Instytut Medycyny Pracy i Zdrowia Środowiskowego)
  2. Ptaki wyczuwają gwałtowne burze i uciekają zanim nadejdzie tornado (KN Alkahest z UMCS)

A zajrzeć warto także tu. Tak z czystej ciekawości.

Warto pamiętać, że to, iż nie słyszysz infradźwięków, nie oznacza, że ich nie odbierasz. Odbierasz wibracje z nimi związane. Długotrwała ekspozycja na takie wibracje też może mieć negatywny wpływ na Twój organizm. Pamiętaj o tym.

A Ty, słyszysz niesłyszalne?