極光發(fā)出的神秘聲音

●趙天 編

第一次在電視上看見極光這種現(xiàn)象的人，一定會不禁問“這真的不是電影特效？”“現(xiàn)實(shí)世界真的存在這樣魔法般的景象嗎？”而身處南極親眼見過極光的人，則可能會問“見鬼，什么聲音？”

極光是一種由太陽或地球磁層的帶電粒子進(jìn)入地球磁場在南北極附近高空形成的等離子體現(xiàn)象，因帶電粒子促使高層大氣分子或原子激發(fā)而產(chǎn)生。而關(guān)于極光是否會發(fā)出聲音，一直是學(xué)界爭論不休的話題。

無休無止的猜測

在20世紀(jì)前幾十年，曾有目擊者稱，北極光出現(xiàn)時(shí)會伴隨著幾乎察覺不到的爆裂聲或嗖嗖聲；20世紀(jì)30年代，設(shè)得蘭群島曾有報(bào)紙刊登過目擊者對北極光的描述，“類似絲綢發(fā)出的沙沙聲”“把兩塊木板拍在一起的動靜”；此外，在加拿大北部和挪威也有人表示聽到過極光發(fā)出的聲音。

據(jù)兩位聲稱“聽到極光”的天文學(xué)家助手所述，極光聲音類似“一種非常奇怪的微弱的哨聲，有明顯的波動，似乎與極光的振動完全一致”；又類似“燃燒的草或噴霧”。但是兩位都沒有提到極光的發(fā)聲機(jī)制。

絕大多數(shù)科學(xué)家并不相信他們的說法。少數(shù)科學(xué)家則認(rèn)為，“極光聲”的出現(xiàn)概率與極光的海拔測量密度有密切關(guān)系，只有那些在大氣層中較低的位置出現(xiàn)的極光，才能發(fā)出可被人耳捕捉到的聲音。然而據(jù)1932～1933年的記錄顯示，極光最常發(fā)生在地球上空100千米處，低于80千米高空的則頗為罕見，而在100千米高空發(fā)出的可辨識聲音是無法傳到地面的。

物理學(xué)家和氣象學(xué)家則認(rèn)為，所謂“極光出聲”實(shí)則是民間傳說或聽覺錯(cuò)覺。在英國物理學(xué)家奧利弗·洛奇爵士看來，極光是一種非常生動的現(xiàn)象，目睹這一奇觀的人可能出現(xiàn)一種心理現(xiàn)象，就像看流星時(shí)“大腦中仿佛出現(xiàn)嗖嗖聲”一樣。

1923年，加拿大天文學(xué)家克拉倫斯·錢特首次試探性地提出了“極光有聲”，他認(rèn)為，北極光的運(yùn)動改變了地球的磁場，導(dǎo)致大氣電氣化，即便在相當(dāng)遠(yuǎn)的距離，當(dāng)電氣化過程遇到地面物體時(shí)，會在離地表更近的地方產(chǎn)生劈啪聲，類似靜電的聲音。這可能發(fā)生在觀察者的衣服上，也可能發(fā)生在其周圍的物體上。由于有的“極光聲”目擊報(bào)道提及“臭氧氣味”，即類似電火花的金屬氣味，這似乎從某種角度支持了錢特的觀點(diǎn)。

直到20世紀(jì)70年代，經(jīng)過兩位極光物理學(xué)家重新審視后，錢特的觀點(diǎn)才得到認(rèn)可。然而這種聲音的產(chǎn)生機(jī)制仍無法得到合理解釋，所以錢特的觀點(diǎn)尚存爭議。

合理解釋

2012年，芬蘭阿爾托大學(xué)聲學(xué)工程師萊恩教授和他的同事們終于合理解釋了北極光神秘聲音的來源——有證據(jù)表明，這種聲音產(chǎn)生于距地面70米的低空中；而因地球磁場干擾而產(chǎn)生的絢爛且變幻莫測的北極光，則產(chǎn)生于距離地面120千米的高空。

為了找到聲音的來源，科學(xué)家們利用三個(gè)互相獨(dú)立的麥克風(fēng)，在觀測點(diǎn)記錄下了北極光的聲音。接著對這些聲音進(jìn)行對比分析，最終確定了北極光聲音的來源。當(dāng)北極光在觀測點(diǎn)出現(xiàn)的同時(shí)，芬蘭氣象研究所也同步測量到了伴隨北極光產(chǎn)生的地磁干擾。

2016年，萊恩發(fā)表了一篇論文，把極光發(fā)生期間噼啪聲和爆裂聲的錄音與芬蘭氣象研究所測量的溫度曲線聯(lián)系起來。這些數(shù)據(jù)不僅證明了這些聲音的出現(xiàn)與極光有關(guān)，而且還證明了聲音是在距地面約70米處的逆溫層放電產(chǎn)生的。