O som mais alto do mundo te mataria na hora

As perguntas que as crianças fazem sobre ciência nem sempre são fáceis de responder. Às vezes, os seus pequenos cérebros podem levar a grandes lugares que os adultos se esquecem de explorar. Com isso em mente, começamos uma série chamada Science Question From a Toddler, que usará a curiosidade das crianças como ponto de partida para investigar as maravilhas científicas que os adultos nem sequer pensam em perguntar. As respostas são para os adultos, mas não seriam possíveis sem a maravilha que só uma criança pode trazer. Eu quero que as crianças na sua vida façam parte dela! Envie-me as suas perguntas científicas e elas podem servir de inspiração para uma coluna. E agora, a nossa criança…

Q: Quero ouvir o que é a coisa mais barulhenta do mundo! – Kara Jo, idade 5

Não. Não, não queres mesmo. Vês, há uma coisa no som que até nós adultos tendemos a esquecer – não é um arco-íris brilhante a flutuar sem qualquer ligação com o mundo físico. O som é mecânico. Um som é um empurrão – apenas um pequeno, um toque na membrana bem esticada do seu tambor auditivo. Quanto mais alto o som, mais forte a batida. Se um som for suficientemente alto, pode abrir um buraco no seu tambor auditivo. Se um som for suficientemente alto, ele pode arar em você como um linebacker e bater no seu traseiro. Quando a onda de choque de uma bomba atinge o nível de uma casa, isso é um som que rasga tijolos e estilhaça vidros. O som pode matá-lo.

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Consulte este pedaço de história: Na manhã de 27 de agosto de 1883, fazendeiros em um acampamento de ovelhas nos arredores de Alice Springs, Austrália, ouviram um som como dois tiros de uma espingarda. Naquele exato momento, a ilha vulcânica indonésia de Krakatoa estava explodindo em pedaços a 2.233 milhas de distância. Os cientistas pensam que este é provavelmente o som mais alto que os humanos já mediram com precisão. Não só há registros de pessoas ouvindo o som do Krakatoa a milhares de milhas de distância, como também há evidências físicas de que o som da explosão do vulcão viajou ao redor do mundo várias vezes.

Agora, ninguém ouviu o Krakatoa na Inglaterra ou Toronto. Não houve um “boom” audível em São Petersburgo. Em vez disso, o que esses lugares gravaram foram picos de pressão atmosférica – o próprio ar se tensionando e depois se soltando com um suspiro, enquanto as ondas de som do Krakatoa passavam. Há lá duas lições importantes sobre o som: Uma, não é preciso ser capaz de ver a coisa mais barulhenta do mundo para a ouvir. Segundo, só porque não se consegue ouvir um som, não significa que não esteja lá. O som é poderoso e penetrante e nos rodeia o tempo todo, estejamos ou não conscientes dele.

Em geral, nosso mundo é muito mais lotado do que pensamos que é. Todos nós vivemos a vida como se fôssemos Maria von Trapp, balançando nossos braços em um campo vazio. Na realidade, nós somos mais como viajantes no metrô às 17 horas – orlados em todas as direções pelas moléculas que compõem o ar ao nosso redor. Estalamos os dedos e empurramos as partículas mesmo ao nosso lado. Enquanto se agitam, esbarram nas partículas ao seu lado, que, por sua vez, empurram as partículas ao seu lado.

Estes agitadores são o que os barómetros do mundo estavam a medir na sequência da erupção do Krakatoa. Mais uma vez, pense em estar em um vagão de trem lotado. Se você estivesse na moda, verifique a pessoa que está ao seu lado – o que eu não recomendo – eles ficariam tensos e se afastariam de você. No processo, eles provavelmente esbarrariam na próxima pessoa, que ficaria tensa e se afastaria dela. (Também haveria troca de palavras, mas isso não é pertinente para a nossa experiência de pensamento nem amigo das crianças). Entretanto, essa pessoa original com quem você esbarrou relaxou. O padrão viaja através da multidão – bump-tense-wiggle-sigh, bump-tense-wiggle-sigh.

É assim que uma onda sonora se parece. É também por isso que você não consegue ouvir sons no espaço. Estar no vácuo é como estar em um metrô vazio – não há nenhum meio molecular para o padrão de movimento, tensão e liberação para viajar através. Da mesma forma, o som viaja um pouco diferente na água do que no ar, porque as moléculas na água estão mais apertadas – um metrô de Tóquio comparado a um em Nova York.

Por exemplo, o animal mais barulhento da Terra poderia, de fato, viver no oceano. Os cachalotes usam a ecolocalização para navegar, semelhante ao que os morcegos usam – eles fazem um som de clique e podem descobrir o que está ao redor pela forma como a onda sonora salta dos objetos e retorna a eles. O clique de um cachalote é de 200 decibéis, a unidade usada para medir a intensidade de um som, disse Jennifer Miksis-Olds, professora associada de acústica da Penn State. Para dar uma noção da escala, o som mais alto que a NASA já gravou foi o primeiro estágio do foguete Saturn V, que chegou a 204 decibéis.

Mas a baleia não é tão alta quanto o foguete, ela me disse. Como a água é mais densa que o ar, o som na água é medido em uma escala diferente de decibéis. No ar, o cachalote ainda seria extremamente alto, mas significativamente menos – 174 decibéis. Isso é aproximadamente equivalente aos níveis de decibéis medidos no barômetro mais próximo, a 160 km da erupção do Krakatoa, e é suficientemente alto para romper os tambores auditivos das pessoas. Basta dizer que você provavelmente não quer passar muito tempo nadando com os cachalotes.

Porque o som é todo sobre o movimento de objectos invisíveis, também é possível que essa moção aconteça e que você não a ouça. Isso é porque as moléculas têm de se agitar bem quando atingem o nosso tímpano. Se o movimento está passando pela multidão de moléculas muito lentamente ou muito rapidamente, nosso corpo não pode transferir esse movimento para sinais que nossos cérebros entendem. Isto chama-se frequência, e é medido em hertz. Os humanos podem ouvir uma gama bastante ampla – 64 hertz a 23.000 hertz.1

Mas hertz e decibéis são independentes um do outro. Um som pode ser extremamente alto e ainda estar a uma frequência que não conseguimos ouvir. Foi isso que viajou todo o caminho até Inglaterra e além depois da erupção do Krakatoa: ondas sonoras que eram inaudíveis aos humanos. Porque as ondas sonoras de frequência extremamente baixa podem viajar muito, muito mais longe do que as frequências mais altas, são especificamente os sons de baixa frequência que podem fazer este tipo de viagens épicas. Os cientistas chamam isso de infrassom, e eles estão ouvindo, por uma série de razões. A Comprehensive Nuclear-Test-Ban Treaty Organization tem 60 estações de monitoramento em 35 países e usa infrasom para detectar detonações nucleares ilegais. A USArray, que é gerida por um consórcio de universidades e agências governamentais, mede infra-sons em todo o continente norte-americano como uma forma de aprender sobre sismologia. Ambas as redes usam microbarômetros e microfones de baixa frequência, rastreando a infra-sonda moderna de forma semelhante à forma como os cientistas uma vez rastrearam a infra-sonda de Krakatoa.

E há muitos, muitos sons para rastrear, disse Michael Hedlin. Ele e sua esposa, Catherine de Groot-Hedlin, dirigem o Scripps Institution of Oceanography’s Laboratory for Atmospheric Acoustics e estudam dados de infra-som. Hedlin pode processar esses dados – essencialmente apenas acelerando-os – para que se tornem audíveis para os ouvidos humanos. Sons fantasma feitos carne.

Os sensores de Hedlin ouvem trovoadas rolando por centenas de milhas de distância. Eles ouvem os sons da mineração de carvão, como acontece no próximo estado. E depois há os sons mais constantes. O vento sopra. Ondas no oceano batem umas nas outras. Os sinais inaudíveis percorrem centenas de quilómetros, por vezes milhares. Quando lhe liguei de Minneapolis, sem litoral, Hedlin me disse: “Você provavelmente está imerso em sons do oceano que não pode ouvir”

Milton Garces, o diretor do Laboratório Infrasound do Instituto de Geofísica e Planetologia do Havaí, concordou. Em particular, ele me disse que dois sons interferem com a rede do Tratado de Proibição de Testes Nucleares, porque são tão constantes, tão difundidos e tão barulhentos. Primeiro são microbarómetros, que acontecem nas margens das tempestades no mar, quando duas ondas oceânicas que viajam em direcções opostas se encontram, amplificando-se uma à outra numa onda maior do que qualquer uma delas. A outra é apenas o som do vento – que pode atingir níveis de decibéis infra-som equivalentes aos de uma motocicleta. “Desenvolvemos nosso limiar auditivo para não ficarmos loucos”, disse-me Garces. “Se tivéssemos percepção auditiva nessa banda, seria difícil comunicar. Está sempre lá”.”

Aven com essa proteção, infra-sons extremamente altos ainda podem ter um impacto em nossos corpos”. Os humanos expostos a infra-sons acima de 110 decibéis sofrem alterações na sua pressão sanguínea e frequência respiratória. Eles ficam tontos e têm dificuldade em manter o seu equilíbrio. Em 1965, uma experiência da Força Aérea descobriu que os humanos expostos a infra-sons na faixa de 151-153 decibéis durante 90 segundos começaram a sentir o peito se movendo sem seu controle. A um decibel suficientemente alto, as mudanças de pressão atmosférica do infra-som podem inflar e esvaziar os pulmões, servindo efetivamente como um meio de respiração artificial.

E é por isso, Kara Jo, que eu não quero responder à sua pergunta sem também lhe falar sobre o som mais alto que você não pode ouvir. Esse seria o meteoro de Chelyabinsk, que explodiu no céu sobre o sul da Rússia, perto da fronteira entre a Europa e a Ásia, no dia 15 de fevereiro de 2013. Os sensores do Tratado de Proibição de Testes captaram o infra-som a mais de 9.000 milhas da fonte e as ondas sonoras circundaram o globo. O sensor mais próximo estava a 435 milhas de distância, disse-me Garces, e mesmo a essa distância o nível de decibéis do infrasom atingiu 90. Acontece que as coisas não precisam dizer “boom” para ir boom.