Sten og bjerge er lydløse, for processerne i dem er for langsomme til at sætte luften i de rigtige svingninger. Det er først når jordskælv, stenskred eller en opfindsom geofysiker kommer på banen, at man kan høre geologien.

 

af Bo Holm Jacobsen, Geofysisk Institut på Aarhus Universitet og Steen Laursen, GeologiskNyt, 1/2/2010

Bunden af Caribien 
En af de mere oplagte geologiske lyde er lyden af en luftkanon, som undersøger bunden af oceanet ud for de Caribiske Øer. Den er fra den seneste Galathea Ekspedition. Først kommer knaldet fra luften, som bliver lukket ud. Derefter følger baggrundslydene af oceanet og ca seks sekunder senere kommer der to ekkoer fra oceanets bund. 

Lyd bevæger sig omkring 1.500 meter i sekundet i vand, så der er ni kilometer til bunden og op igen – altså fire en halv kilometer hver vej. Det første af de to ekkoer fra havbunden stammer fra selve havbunden, som består af kalk. Det andet kommer fra en hård overfladen under kalken. 

Storme båret i skorpen
Hjemme i Tingbæk ved Skørping har geofysikerne en seismograf stående, og den holder øje med de danske jordskælv. Men udstyret registrere også meget andet. Gulvet i minerne bevæger sig nemlig brøkdele af en millimeter op og ned i cykler på to til fem sekunder. Og hvis man speeder tiden 500 gange op, så kommer der også lyd ud af det. 

De langsomme bølger svinger op og ned en gang for hver ca. 5 sekunder. De stammer fra de lavtryk i atmosfæren, som driver fjerne stormvejr. Vejrets kræfter forplanter sig ned igennem vandsøjlen og giver bølger i den hårde skorpe. Disse bølger udbreder sig i alle retninger med 3-4 kilometer i sekundet og er altså stærke nok til at blive målt i Tingbjergs kalk.

Fjerne jordskælv
Udstyret i Tingbæk står der dog som sagt for at rapportere jordskælv, og de fleste af dem kommer langt borte fra. Dem er der ikke nogen hørbar lyd i mere, for tonerne er meget dybe. Men ved at speed rystelserne fra dem op med en faktor 2.000, kommer der alligevel noget ud af det. Dette skælv var kraftigt og det ramte 8.000 kilometer borte. Det sårede omkring 100 mennesker i et område, som ligger 300 kilometer nord for Tokyo.

Højere hastighed nede i Jorden
Jordskælvet ramte 12 minutter, før det nåede Tingbæk, så det udbredte sig med omkring 11 kilometer i sekundet. Det er omkring den dobbelte hastighed af lyd i granit, så jordskælvets bølger har været langt nede i Jorden, for at finde så hårde klipper, at hastigheden bliver så høj. Geofysikerne har beregnet, at bølgerne, som ramte Tingbæk, nåede mere end 1.000 kilomtere ned i Jorden, da de var dybest nede.

Flere ruter for rystelser
Men der er flere lyde i jordskælvet. Den første lyd stammer fra de rystelser, som drog ned igennem Jorden og derfor rejste hurtigere. Den udtrukne lyd lige efter stammer derimod fra bølger i overfladens klipper. Her går det noget langsommere og omvejen langs jordoverfladen er lidt længere, så derfor ankommer de såkaldte ”overfladebølger” noget senere.

Sådan er det da også. I denne optagelse fra Schwartzwald i Tyskland, af et jordskælvet af styrke 8,6 ved Sumatra, er rystelserne speeded 10.000 gange op. De første rystelser lyder som en dråbe, der falder i en stor hule. Derefter følger en række tilsvarende, men meget svagere lyde fra rystelser, som er løbet Jorden rundt i forskellige retninger for at komme til Tyskland.

Klodens kammertone
Vi skal nu høre et af de absolut største jordskælv, man har observeret, nemlig det store jordskælv 2004 ved Sumatra. Sådanne mega-jordskælv sætter hele kloden i svingninger som en klokke eller glasskål. Lyt her til en optagelse fra Schwartzwald i Tyskland. Den strækker sig over hele december 2004, altså ca. en måned før jordskælvet og derefter de følgende to måneder, januar 2005 og februar 2005. Disse tre måneder er presset sammen til ca. 15 sekunder, svarende til en transponering på 19 oktaver. 

Vi hører to anslag som mod en glasskål. Det første er et mellemstort jordskælv ved New Zeeland. Det andet og kraftigere er det store og katastrofale Sumatra-skælv. Lyt nøje: Efter de store skælv høres en svag, næsten konstant klar tone, som er meget tæt på kammertonen a (440 Hz). Det er den såkaldte ”breathing mode”, hvor jorden svulmer og trækker sig sammen med en cyklus på ca. 20 minutter. Da vi har speedet lyden op svarende til 19 oktaver, er denne svingning altså også tonen a, men 19 oktaver under selve kammertonen.

Så efter alle store jordskælv ”synger” Jorden denne dybe kammertone i flere måneder.

Månens tone
Når hastigheden sættes yderligere op, så tre måneder afspilles på knap 4 sekunder, kan man også høre den langsomme rytme af månens deformation af Jorden. Det er nemlig ikke bare vandet i havene, som bliver flyttet af månens tyngdekraft. Selve Jordens klipper giver sig også. Faktisk hæver og sænker jordoverfladen sig mange centimeter i takt med tidevandet. Vi mærker det ikke, da bevægelsen er så blød og jævn. Men hvis vi tænker jordoverfladen som en højttalermembran, og vi speeder tiden op med en faktor 2 millioner som her, så kan vi faktisk høre ”tidejordsbevægelsen” som en moduleret brummen. Bemærk, at den stigende og faldende kraft i brummetonen afspejler skiftet mellem springflod, hvor Solen og Månen hjælper hinanden, og nipflod, hvor Solen og Månen modvirker hinanden.

Ved at speede tiden yderligere op med en faktor 8 millioner, giver to års tidevandscykler en ganske habil mobiltone. Nu hører man tydeligt skiftene mellem springflod og nipflod som en hastig modulation af brummetonen.

Navnet 'Milanković cyklerne' dækker over en række effekter, som får Jordens rotationsakse til at vippe periodisk. Først  og fremmest trækker Månen og Solen lidt mere i Jordens ækvator end i dens poler. Jordens rotation slynger nemlig dens masse lidt ud ad, så Jorden er ca 40 kilometer tykkere end den er høj. Derfor er der lidt mere at trække i ved ækvator, og dette træk retter Jordens akse lidt op og ned. Perioden på det er ca. 26.000 år.

Solsystemets øvrige planeter trækker også i Jorden, og det giver en vippen med en periode på mellem 100.000 og 400.000 år. Endelig vipper Jorden også selv med en periode på omkring 41.000 år. Så summen af de tre perioder giver Jorden en let slingren.

Denne tone falder lidt med tiden fordi tidevandsbølger på Jorden trækker lidt skævt tilbage på Månen. Derfor bremses Jordens rotationshastighed med tiden, og Månen slynges samtidig ud i en stadigt fjernere bane. Det er en meget lille effekt, som ses over millioner af år, så i en Milanković-tone på 70 millioner år er den altså hørbar.

Meteorer og skælv på Månen
Når vi nu er ved månen, så har den også rystelser, som man kan lave lyd af. Under Apollo programmet plantede amerikanerne en seismograf på Månen, men der er ikke mange jordskælv der. Ved at speede optagelserne 500 gange op, kan man til gengæld høre rystelserne af et meteor der slår ned.

Overraskende nok er lyden ikke kort og klar, men snarer en langstrakt rumlen og brusen. Det skyldes, at rystelsernes vej gennem de revnede måneklipper forsinkes og udstrækkes, fordi de bliver reflekteret mellem revnerne. For på månen har revnerne ikke fyld som jord og vand, som bringer rystelser videre. Der er bare ingen ting.