Unieke auditieve ervaring: de geluidssnelheid op Mars is anders; absorberen

Wetenschappers hebben ontdekt dat de geluidssnelheid op Mars heel anders is dan de snelheid die hier op aarde wordt geregistreerd. De ontdekking werd aangekondigd door Baptiste Chade, een planetaire wetenschapper bij Los Alamos National Laboratory, op de 53e Lunar and Planetary Science Conference van 7-11 maart.

Blijkbaar reizen hoogfrequente (hoge) golven op de Rode Planeet sneller dan laagfrequente (bas)golven – dat wil zeggen, als we daar zonder speciale pakken zouden kunnen leven, zouden we het luidere geluid het stilst kunnen maken. We zullen eerder luisteren

Dit komt omdat de geluidssnelheid kan veranderen afhankelijk van de dichtheid en temperatuur van het medium waar het doorheen gaat. Dus hoe hoger de dichtheid van het medium, hoe sneller het geluid er doorheen gaat.

De dichtheid van de aardatmosfeer is ongeveer 1,2 kg/m. Hierbij gaat geluid ongeveer 343 meter per seconde bij 20°C, 1480 meter per seconde in water en 5100 meter per seconde in staal. De atmosfeer van Mars is veel minder dicht, ongeveer 0,020 kg/m. Op zichzelf had dit feit zich al anders verspreid over de twee planeten.

Maar er zijn nog andere factoren die de snelheid van de geluidsgolven van Mars kunnen beïnvloeden. Een daarvan is de opwarming van de grenslaag van de planeet – een band van atmosfeer net boven het oppervlak, die convectieve opwaartse bewegingen genereert die een sterke turbulentie veroorzaken.

Hoe werd de geluidssnelheid gemeten op Mars?

Het meten van de geluidssnelheid op Mars was alleen mogelijk dankzij de instrumenten aan boord van NASA’s volhardende rover: een microfoon op de Supercam en een laser die perfect getimede geluiden kan uitzenden.

Om de geluidsdissipatie op de naburige planeet te berekenen, maten de wetenschappers de tijd tussen het afvuren van de laser en het moment dat het geluid de microfoon bereikte, op een hoogte van 2,1 meter. De resultaten toonden aan dat het zich nabij het oppervlak voortplant met een snelheid van ongeveer 240 meter per seconde.

Wetenschappers leggen ook uit dat de unieke eigenschappen van koolstofdioxidemoleculen bij lage druk op Mars een verandering in de geluidssnelheid veroorzaken, in het midden van het menselijke hoorbare frequentiebereik.

Bij frequenties boven 240 Hz heeft de trillingsmodus die wordt geactiveerd door de botsing van koolstofdioxidemoleculen niet genoeg tijd om te ontspannen of terug te keren naar zijn oorspronkelijke staat, wat resulteert in geluid bij frequenties boven 10 meter per seconde wanneer lager met een hogere snelheid wordt gereden.

Dit is wat wetenschappers op Mars een ‘unieke luisterervaring’ noemen: hoge tonen bereiken de luisteraar veel eerder dan lage.

Het onderzoeksteam gebruikte de Supercam-sensor ook om grote en snelle veranderingen in temperatuur aan het oppervlak van de planeet te meten, waar temperatuurschommelingen ook de geluidssnelheid beïnvloeden. Deze gegevens kunnen wetenschappers helpen onze rode buur beter te begrijpen.

* Informatie over wetenschappelijke waarschuwingen