Onhoorbare symfonie

Drs. Läslo Evers van het KNMI probeert het onhoorbare infrageluid van meteoriet- en kernexplosies te onderscheiden van de lage tonen die oceaangolven voortbrengen.

Als hij goed luistert, kan hij ze door het lawaai van het verkeer en de wind heen ‘horen’: de vulkaanuitbarstingen, grote golven midden op de oceaan, ontploffende meteorieten en de luchtverschuivingen veroorzaakt door het noorderlicht. Läslo Evers ontwikkelt speciale detectors en analysemethoden voor deze, met het blote oor, onhoorbare infrageluiden die veroorzaakt worden door grote krachten die veel lucht verplaatsen. Binnenkort verdedigt hij zijn proefschrift ‘The inaudible symphony’ bij Luchtvaart- en Ruimtevaarttechniek en Technische Natuurwetenschappen.Evers heeft zich toegelegd op het waarnemen van grootse natuurfenomenen. Eind jaren negentig begon hij met collega’s van het KNMI aan dit onderzoek om het meest brute door mensen voortgebrachte infrageluid te kunnen detecteren: dat van kernexplosies. Het KNMI helpt namelijk mee aan de handhaving van het kernstopverdrag uit 1996, ook wel bekend als het ‘Comprehensive Nuclear Test-Ban Treaty’, dat ondertekenaars verbiedt om kernbomproeven te doen.

Naast onderzoek aan meteorologische fenomenen gebruikt het KNMI door Evers ontwikkelde instrumenten om bovengrondse kernexplosies te detecteren. Op vijf plaatsen in Nederland staan tientallen zeer gevoelige en hoog frequente barometers, zogenaamde microbarometers, opgesteld in weilanden. Door de aankomsttijden van de golven bij de afzonderlijke sensoren met elkaar te vergelijken, weet Evers uit welke richting het geluid komt.

Doordat het geluid zo laag van toon is - het varieert tussen de 0,002 en de 20 Hertz, wordt het nauwelijks gedempt. Het legt duizenden kilometers af met de snelheid van het geluid en verraadt dus snel de geluidsbron. Maar van simpelweg je oor te luister leggen is geen sprake. De grote uitdaging is om uit de kakofonie afzonderlijke geluiden van elkaar te onderscheiden.Grote explosies dichtbij zijn gemakkelijk te herkennen. Bijvoorbeeld de ontploffing in 2005 van een silo met brandstof vlakbij Londen. Evers: “Dat was op een zondag. Ik zat thuis wat op mijn computerscherm te staren en zag opeens een enorme piek tussen de ruis uitsteken. Ik wist toen direct dat er iets groots was gebeurd in Engeland. Het patroon leek veel op wat ik een jaar eerder zag tijdens een gasleidingexplosie in België.”

Lastiger is het om meteoriet- explosies te herkennen. De trillingen daarvan zitten verborgen in het infrageluid van grote zeegolven vlak onder IJsland. Hetzelfde geldt voor kleine nucleaire ontploffingen, mochten die ooit plaatsvinden.“Bij een lagedrukgebied onder IJsland botsen oceaangolven tegen elkaar”, vertelt de onderzoeker. “Dit veroorzaakt grote staande golven die infrageluid maken van 0,2 Hertz. Precies dezelfde frequentie als een meteoriet veroorzaakte die boven Duitsland explodeerde in 1999. En waarschijnlijk ook dezelfde frequentie als een kernexplosie van anderhalve kiloton TNT.”Om de analysemethoden te verfijnen, is veel kennis nodig over de wisselwerking tussen dampkring en het infrageluid. “De temperaturen en windsnelheden die heersen op vijftig à honderd kilometer hoogte, beïnvloeden sterk het infrageluid en kunnen een vertekend beeld opleveren”, aldus Evers. “Infrageluid kaatst op en neer tussen aarde en atmosfeer. We ‘horen’ explosies vaak meerdere keren doordat een deel van het infrageluid hoger in de atmosfeer terechtkomt. Deze geluidsgolven reizen door de hardere wind sneller dan de golven lager in de atmosfeer.”Evers wil infrageluid in de toekomst niet alleen analyseren om explosies te ontdekken, maar ook om de atmosfeer in beeld te brengen. Hij wil hier onderzoek naar doen met de vakgroep acoustic remote sensing van Luchtvaart- en Ruimtevaarttechniek.