Met het opvangen van geluiden die onhoorbaar zijn voor menselijke oren valt van alles te bestuderen: van het testen van kernbommen in Noord-Korea tot het bepalen van temperatuurveranderingen in de diepe oceanen. KNMI-seismoloog Läslo Evers (44) werd afgelopen december aangesteld aan de TU Delft als deeltijdhoogleraar Seismo-akoestiek. Met hulp van een Vidi–beurs is hij bezig met het opbouwen van een nieuwe onderzoeksgroep binnen de afdeling Geoscience & Engineering. De komende jaren gaan hij en zijn onderzoeksteam verder aan de weg timmeren met het toepassen van seismische golven in de vaste aarde en geluidsgolven in de atmosfeer en oceanen.

Naast zijn werkzaamheden bij het KNMI werkt Evers al acht jaar bij de TU Delft, waar hij in 2008 promoveerde op het analyseren en toepassen van infrasoon geluid. Dit zogenaamde infrageluid wordt in de eerste plaats gebruikt voor het signaleren van kernbomproeven. Maar inmiddels worden de verzamelde datareeksen ook bestudeerd voor tal van wetenschappelijke doeleinden, vertelt Evers. ''We hebben ondertussen prachtige tijdsreeksen van herrie in de oceaan, herrie in de atmosfeer, herrie in de aarde."

Wat is infrageluid precies?

"Infrageluid in de atmosfeer is geluid dat het menselijk gehoor niet op kan vangen. Het is geluid met heel lage frequenties, lager dan 20 Hertz. Het voordeel hiervan is dat deze frequenties weinig dempen waardoor ze grote afstanden kunnen afleggen. Iedereen is bekend met dit verschijnsel: wanneer je ver van een discotheek of dansfeest staat, dan hoor je niet de hoge tonen, maar enkel het dreunen van de lage bastonen. Dat geldt ook voor infrageluid. Wanneer de vulkaan Etna in Italië uitbarst, dan vangen wij in Nederland het infrageluid van die uitbarsting op. Deze onhoorbare trillingen hebben dan een afstand van ruim 1800 kilometer afgelegd."

 

'Wanneer de vulkaan Etna in Italië uitbarst, dan vangen wij in Nederland het infrageluid van die uitbarsting op.'
   

Geluidsgolven die een mens niet kan horen, hoe wordt zoiets ontdekt?

"De eerste ontdekking van het bestaan van infrageluid vond plaats na de uitbarsting van de Krakatau vulkaan in 1883. Rogier Verbeek, een Nederlandse mijningenieur, kreeg destijds de opdracht om alle fenomenen van de uitbarsting te onderzoeken. Toen ze naar de uitslagen van barometers keken, zagen ze een aantal malen een bepaald piekje verschijnen. Dat piekje was een geluidsgolf dat een aantal keer om de aarde reisde, zo krachtig was de explosie geweest." 

Hoe wordt infrageluid tegenwoordig gemeten?

"We meten met hulp van microbarometers, die hele kleine variaties in luchtdruk registreren, en laagfrequente microfoons, die geluid tot één Hertz opvangen. Maar het kan ook met een flink versterkte luidspreker in een goed afgesloten ruimte. Daarmee kan je bijvoorbeeld al de signalen van supersonische vluchten boven de Noordzee opvangen."

Waar wordt infrageluid voor gebruikt?

"In de eerste plaats helpt het KNMI mee aan de handhaving van het kernstopverdrag uit 1996. Daarvoor worden op dit moment zestig meetopstellingen gerealiseerd over de gehele wereld, waarvan nu bijna vijftig zijn geplaatst. Het is een wereldwijd meetnetwerk om te kunnen vaststellen of er ergens op de wereld nucleaire testen worden gehouden. Daarvoor worden seismometers neergezet, hydrofoons in de oceaan gehangen en meten we infrageluid om atmosferische proeven te signaleren. Zo houden we de hele wereld in de gaten. Toen afgelopen januari Noord-Korea een nucleaire test deed, zagen we dat direct op de meters. De verificatie dat het echt om een nucleaire test gaat, en niet om een aardbeving, doen wij in opdracht van het ministerie van Buitenlandse Zaken.

Er zit dus een strategische component bij het doen van al deze metingen. Maar het leuke is, inmiddels hebben wij prachtige tijdsreeksen van herrie in de oceaan, herrie in de atmosfeer, herrie in de aarde. Zo'n wereldwijd meetnetwerk kunnen wij nu ook aanwenden voor wetenschappelijke doeleinden." 

Wat kunt u met infrageluid allemaal onderzoeken?

"In de eerste plaats is het voor ons de uitdaging om iets te kunnen vertellen over alle geluidsbronnen die op aarde aanwezig zijn. Dat kan gaan om vulkanen, aardbevingen, ijsbergen die tegen elkaar aan drijven, ijsbergen die afkalven, meteoren die de atmosfeer binnen dringen. Maar bijvoorbeeld ook walvissen: zo'n beetje het eerste wat je hoort wanneer je een microfoon in het water van de oceaan hangt, is een walvis. Voor ons zijn al deze bronnen interessant. Kunnen we bijvoorbeeld achterhalen of bronnen meer of minder actief worden over de jaren?

Daarnaast verkrijgen wij informatie over regio's op aarde waar maar heel weinig metingen mogelijk zijn, zoals de bovenste luchtlagen van de atmosfeer of de diepe oceaan. We kunnen kijken of bepaalde eigenschappen van het medium waar geluidsgolven doorheen reizen door de tijd veranderen. Neem bijvoorbeeld de temperatuur van de diepe oceaan. Onder klimaatwetenschappers bestaat de indruk dat de atmosfeer de afgelopen jaren niet is opgewarmd, maar dat de oceanen wel opwarmen. Maar waar precies gaat die warmte dan heen? We weten dat de geluidssnelheid in de oceaan sterk afhankelijk is van de temperatuur in de oceaan. Dus als een geluidsgolfje sneller reist, is het daar warmer. Daar doen wij nu studies naar."

Dus ook voor vragen uit de klimaatwetenschap is de techniek van nut?

''Ja, op het moment werk ik aan onderzoek naar afkalvend ijs van ijsbergen op Groenland. We willen graag vaststellen of de mate van afkalven toe- of afneemt. Maar er zijn nog meer toepassingen denkbaar. Zo hebben wij ontdekt dat ijsbergen in de oceaan beter zijn te volgen door te kijken naar het onderwater signaal. Rond Antarctica, waar het weer vaak bewolkt is, kan je met observaties van een satelliet de positie van ronddrijvende ijsbergen kwijt raken. Terwijl ijsbergen, zeker de grotere, een risico in dat gebied vormen voor de zeescheepvaart."

Is er een reden dat u in Delft uw onderzoek wilt voortzetten? Waarom niet bij een andere universiteit?

"Daar zijn twee redenen voor. Aan de TU Delft zijn op de afdeling Geoscience & Engineering speciale technieken ontwikkeld voor het bestuderen van de vaste aarde met hulp van seismiek. Wij hopen dat we deze technieken kunnen vertalen naar ander media, zoals water. Daarnaast zitten wij bij het vinden van toepassingen dicht bij het werkgebied van onderzoekers aan de afdeling Geoscience & Remote Sensing. Tussen die twee afdelingen hopen wij een brugfunctie te creëren, om samen te werken of om gezamenlijk geluidsbronnen te bestuderen. Dat maakt de TU Delft zo'n goede plek om hier kennis verder te ontwikkelen."

Wat zijn uw plannen voor de komende jaren?

"Voorlopig ben ik nog hard bezig met het opbouwen van de onderzoeksgroep en het opstarten van spannende onderzoeken. De groep gaat nog wat verder groeien, ik zoek voor dit jaar bijvoorbeeld nog een postdoc. En dan wordt het echt leuk, want er zijn leuke plannen en ideeën. We hebben al een aantal studies gedaan die aangetoond hebben wat de potentie is van een bepaalde techniek. Daarmee hopen wij de komende jaren verdere slagen te maken.

Het meest fraaie element van al deze technieken, vind ik, is dat we slechts luisteren. We sturen dus niet een signaal de wereld in die we vervolgens weer opvangen. Het is passief: je plaatst een microfoon op aarde en het enige wat je doet is luisteren. Dat is het mooie: enkel door naar de aarde te luisteren leren wij meer."

'Het meest fraaie element van al deze technieken, vind ik, is dat we slechts luisteren.'
   

Gepubliceerd: september 2016