Saturday, October 16, 2021

Il rumore delle onde? È bianco.

C’è chi ama ascoltarlo per ore, ritenendolo uno tra i suoni più rilassanti che la natura ci offre: è il particolare gorgoglio che sentiamo quando l’onda si frange a riva. Alcune volte appare più dolce, altre più impetuoso, ma è sempre in perfetta antitesi con il caos che circonda il nostro quotidiano. Forse per questo lo usiamo come modo per ricaricare la mente. Ma da dove viene questo rumore? Cosa lo provoca e perché lo percepiamo diverso a seconda di dove siamo? Ne abbiamo parlato con  Alessandro Benedetti, ricercatore dell’Istituto di chimica della materia condensata e di tecnologie per l’energia (Icmate) del Cnr di Genova, appassionato di onde marine, cha dedicato al “wave watching” un libro fotografico sullo spettacolo delle mareggiate liguri.

“Partiamo dal rumore bianco, che è la somma di intensità costanti minime nella banda delle frequenze udibili dall’orecchio umano, una sorta di rumore di fondo. Il mare si può considerare una sorgente di rumore bianco nella misura in cui emette onde acustiche in tutta la banda udibile. Tuttavia, i meccanismi di dissipazione acustica sono tutt’altro che semplici. Rivolgendo l’attenzione all’onda, la generazione di suono al momento del frangimento dissipa una parte considerevole dell’energia impressa dal vento al mare: la dissipazione per onde sonore comincia proprio dall’impatto dell’onda. In questa fase vengono emesse frequenze non superiori a 500 Hertz (1 Hertz corrisponde ad una oscillazione al secondo)”, spiega Benedetti. “Una ragione profonda e sottile dell’effetto ipnotico e magnetico di questo rumore risiede probabilmente nel fatto che i chakra, plessi psicofisici distribuiti lungo la colonna vertebrale dell’essere umano secondo numerose culture medico-filosofiche orientali, risuonano proprio in questa banda di frequenze. Probabilmente, quando si ascolta il rumore del mare, tutti i centri energetici entrano in risonanza con l’ancestrale e suggestivo rumore dell’onda frangente, producendo una sensazione di sospensione temporale che risulta in un benessere diffuso e irrinunciabile”.

L’impatto dell’onda produce altri fenomeni di dissipazione acustica dell’energia successivi alla fase frangente, forse meno conosciuti, ma molto complessi e importanti: ad esempio la formazione di bolle d’aria che si aggregano in vere e proprie nuvole subacquee composte da gas atmosferico immerso forzatamente durante l’impatto dell’onda, in cui le bolle si comportano come campane che vibrano a determinate frequenze. “Questo meccanismo rende conto di una fetta molto consistente della dissipazione energetica per via acustica, circa il 30-50% del totale”, aggiunge il ricercatore. “Si tratta di un aspetto importante negli scambi gassosi atmosfera/oceano, proprio dall’intrappolamento di bolle, infatti, dipende il trasferimento all’oceano di centinaia di milioni di tonnellate di CO2 ogni anno, con implicazioni cruciali anche in relazione ai cambiamenti climatici”. Ma c’è un altro aspetto insolito: le bolle d’aria sono intelligentemente utilizzate da alcune creature marine per pilotare il suono a scopi predatori. È il caso delle megattere. “Questi mammiferi marini hanno elaborato una strategia molto raffinata, creando grandi spirali di bolle d’aria – larghe anche 30 metri – all’interno delle quali emettono onde sonore alla frequenza di circa 1000 Hertz”, chiarisce Benedetti. “Queste onde, attraverso fenomeni riflessivi e rifrattivi, rimbalzano nelle pareti di bolle creando un muro sonoro che impedisce la fuga di piccoli pesci e gamberetti di cui le megattere si nutrono. A quel punto, la megattera deve solo risalire dal fondo restando all’interno della spirale di bolle d’aria ingoiando tutto quanto si trova al suo interno”.

Per saperne di più:  W.M. Carey, J.W. Fitzgerald, D.G. Browning, “Low Frequency Noise From Breaking Waves”, NUSC Technical Document 8783 5 October 1990, An Invited Paper Presented at the Conference on Natural Physical Sources of Underwater Sound, University of Cambridge, July 1990 – T.G. Leighton, “The accoustic bubble: Oceanic bubble acoustics and ultrasonic cleaning”, 5th Pacific Rim Underwater Acoustics Conference, Vladivostock, Russia 23-26 September 2015, Proceedings of Meetings on Acoustics, Vol. 24 070006 (2015)

Francesca Gorini [da Almanacco della Scienza N.8, 21 aprile 2021]

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Tiziano Thomas Dossena, Direttore Editoriale della rivista.

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