Инфразвуком называют упругие колебания в среде с частотами ниже 20 Гц, то есть за пределами слышимого диапазона человеческого уха. Эти волны имеют значительные длины (от десятков до сотен метров, а иногда километров), что определяет их способность распространяться на огромные расстояния с минимальным затуханием.
Физически инфразвуковые колебания подчиняются тем же законам распространения звука, однако их масштабы взаимодействия с окружающей средой и живыми организмами существенно отличаются. Для описания инфразвука используются уравнения акустики, включающие закон сохранения энергии и импульса в волновых процессах.
1. Атмосферные процессы
2. Геофизические явления
3. Гидросфера
4. Биологические источники
Большая дальность действия. Из-за малых потерь энергии инфразвуковые волны могут проходить через атмосферу, океан или земную кору на тысячи километров, сохраняя различимость сигнала.
Слабое рассеяние. В отличие от высокочастотных волн, инфразвук менее подвержен дифракции и затуханию на препятствиях. Он огибает здания, горные массивы, леса.
Взаимодействие с атмосферой. Скорость распространения инфразвука в воздухе зависит от температуры, давления и влажности. Особенно эффективно такие волны «захватываются» стратосферой и мезосферой, где образуются каналы передачи энергии.
Связь с сейсмическими процессами. Инфразвуковые колебания сопровождают большинство землетрясений и вулканических извержений, что используется для раннего предупреждения и мониторинга природных катастроф.
Физиологическое воздействие. Человек не слышит инфразвук, однако его организм реагирует на колебания низких частот. Длительное воздействие может вызывать головные боли, беспокойство, нарушения сна, чувство давления в ушах и груди. При интенсивных уровнях фиксируются колебания внутренних органов, вызывающие неприятные ощущения.
Адаптивное использование животными.
1. Акустические барометры и инфразвуковые микрофоны. Используются специальные датчики давления, способные фиксировать крайне низкие частоты.
2. Геофизические станции. Системы мониторинга землетрясений и вулканической активности улавливают инфразвуковые волны как сопутствующие явления.
3. Глобальная сеть наблюдений. В рамках международных соглашений (например, по контролю за запрещением ядерных испытаний) создана сеть инфразвуковых станций, которые фиксируют взрывы, падения метеоритов, крупные природные катастрофы.
Инфразвук является важным индикатором глобальных процессов в атмосфере, гидросфере и литосфере. Его регистрация позволяет:
Таким образом, инфразвук служит уникальным каналом информации о состоянии окружающей среды, связывая физические явления разного масштаба – от локальных атмосферных возмущений до глобальных катастрофических процессов.