¿Por qué suenan las auroras boreales?

Aurora Boreal

Un equipo de Finlandia ha descubierto cómo se producen los sonidos crepitantes de las auroras boreales. Se originan a 70 metros de altura sobre el nivel del suelo, cuando la tormenta geomagnética típica de las auroras activa las cargas de la 'capa de inversión térmica' de la atmósfera. Para que haya capa de inversión, el tiempo debe estar completamente en calma.

En 2012, un grupo de investigación dirigido por el profesor de la Universidad Aalto (Espoo, Finlandia) Unto K. Laine demostró que el origen de los sonidos asociados con las luces del norte (aurora boreal) se encuentra cerca del suelo, a una altura de aproximadamente 70 metros.

Ahora, mediante la combinación de sus mediciones con los perfiles de temperatura medidos por el Instituto Meteorológico de Finlandia, el profesor Laine ha encontrado una explicación para el mecanismo que crea el sonido.

De acuerdo con la nueva hipótesis de capa de inversión, el estallido y los sonidos crepitantes asociado con la aurora boreal nacen cuando la tormenta geomagnética relacionada con ella activa las cargas que se han acumulado en la capa de inversión térmica de la atmósfera haciendo que se descarguen.

"Las temperaturas generalmente caen cuanto mayor es la altitud. Sin embargo, cuando las temperaturas están muy por debajo de cero y, en general, en condiciones climáticas claras y tranquilas durante la tarde y la noche, el frío está cerca de la superficie y el aire es más caliente por encima. Este aire caliente no se mezcla, y en lugar de eso se eleva hacia una capa más fría que lleva cargas negativas del suelo. La capa de inversión forma una especie de tapa que obstaculiza los movimientos verticales de las cargas. El aire más frío por encima de ella está cargado positivamente. Por último, una tormenta geomagnética hace que las cargas acumuladas se descarguen produciendo chispas que crean pulsos magnéticos medibles y sonidos", explica Laine, que ahora es profesor emérito, en la nota de prensa de Aalto.

Cúpula

Laine llevó a cabo las grabaciones que forman la base de su investigación el 17 y el 18 de marzo de 2013, cuando la Finlandia meridional disfrutó de luces del norte excepcionalmente espléndidas.

"Grabé cientos de eventos de sonido en Fiskars, donde la temperatura era de -20 ° C. Escogí los 60 eventos más potentes, las fuentes de los cuales estaban directamente encima del conjunto de micrófonos de grabación. Los pulsos magnéticos que precedieron a estos sonidos probaron que sus fuentes estaban a una altura de aproximadamente 75 metros. Esa misma noche, el Instituto Meteorológico de Finlandia llevó a cabo sus propias mediciones, que demostraron que la capa de inversión se encuentra a la misma altura donde nacieron estos ruidos. La correlación entre la fuerza de los pulsos magnéticos y la intensidad de los sonidos también era fuerte".

Según Laine, la hipótesis de la capa inversión también da una explicación creíble de por qué los sonidos de las auroras sólo se han oído en condiciones meteorológicas de calma.

"Incluso un pequeño viento puede impedir el nacimiento de una capa de inversión, lo que significa que no se creen sonidos", resume. Él experimentó el efecto de la capa de inversión de pequeño, cuando vivía en Ostrobotnia.

"Cuando el tiempo estaba en calma en invierno, el humo de las chimeneas de la cabaña se elevaba hacia arriba en una línea vertical, se detenía bruscamente y empezaba a extenderse formando una cúpula horizontal sobre el pueblo", recuerda.

Laine hace hincapié en que la hipótesis no descarta otros mecanismos. Sin embargo, esto proporciona la primera explicación para los tres misterios relacionados con los sonidos de la aurora.

"Además del mecanismo detrás del sonido, nos ayuda a entender cómo podemos oír el sonido cuando la fuente de luz de la aurora está a una distancia de 80-100 km. La hipótesis de la capa de inversión también proporciona respuestas a cómo es posible que los eventos de sonido se produzcan casi simultáneamente con las observaciones visuales: desde una altura de 75 metros, el sonido llega al oído humano en tan sólo 0,2 segundos". El proyecto de investigación se presentó en el Encuentro Acústico Báltico-Nórdico, en Estocolmo (Suecia).

Referencia bibliográfica:

Unto K. Laine: Auroral Acoustics project – a progress report with a new hypothesis. Baltic-Nordic Acoustic Meeting (2016).