极光发出的神秘声音

●赵天 编

第一次在电视上看见极光这种现象的人，一定会不禁问“这真的不是电影特效？”“现实世界真的存在这样魔法般的景象吗？”而身处南极亲眼见过极光的人，则可能会问“见鬼，什么声音？”

极光是一种由太阳或地球磁层的带电粒子进入地球磁场在南北极附近高空形成的等离子体现象，因带电粒子促使高层大气分子或原子激发而产生。而关于极光是否会发出声音，一直是学界争论不休的话题。

无休无止的猜测

在20世纪前几十年，曾有目击者称，北极光出现时会伴随着几乎察觉不到的爆裂声或嗖嗖声；20世纪30年代，设得兰群岛曾有报纸刊登过目击者对北极光的描述，“类似丝绸发出的沙沙声”“把两块木板拍在一起的动静”；此外，在加拿大北部和挪威也有人表示听到过极光发出的声音。

据两位声称“听到极光”的天文学家助手所述，极光声音类似“一种非常奇怪的微弱的哨声，有明显的波动，似乎与极光的振动完全一致”；又类似“燃烧的草或喷雾”。但是两位都没有提到极光的发声机制。

绝大多数科学家并不相信他们的说法。少数科学家则认为，“极光声”的出现概率与极光的海拔测量密度有密切关系，只有那些在大气层中较低的位置出现的极光，才能发出可被人耳捕捉到的声音。然而据1932～1933年的记录显示，极光最常发生在地球上空100千米处，低于80千米高空的则颇为罕见，而在100千米高空发出的可辨识声音是无法传到地面的。

物理学家和气象学家则认为，所谓“极光出声”实则是民间传说或听觉错觉。在英国物理学家奥利弗·洛奇爵士看来，极光是一种非常生动的现象，目睹这一奇观的人可能出现一种心理现象，就像看流星时“大脑中仿佛出现嗖嗖声”一样。

1923年，加拿大天文学家克拉伦斯·钱特首次试探性地提出了“极光有声”，他认为，北极光的运动改变了地球的磁场，导致大气电气化，即便在相当远的距离，当电气化过程遇到地面物体时，会在离地表更近的地方产生劈啪声，类似静电的声音。这可能发生在观察者的衣服上，也可能发生在其周围的物体上。由于有的“极光声”目击报道提及“臭氧气味”，即类似电火花的金属气味，这似乎从某种角度支持了钱特的观点。

直到20世纪70年代，经过两位极光物理学家重新审视后，钱特的观点才得到认可。然而这种声音的产生机制仍无法得到合理解释，所以钱特的观点尚存争议。

合理解释

2012年，芬兰阿尔托大学声学工程师莱恩教授和他的同事们终于合理解释了北极光神秘声音的来源——有证据表明，这种声音产生于距地面70米的低空中；而因地球磁场干扰而产生的绚烂且变幻莫测的北极光，则产生于距离地面120千米的高空。

为了找到声音的来源，科学家们利用三个互相独立的麦克风，在观测点记录下了北极光的声音。接着对这些声音进行对比分析，最终确定了北极光声音的来源。当北极光在观测点出现的同时，芬兰气象研究所也同步测量到了伴随北极光产生的地磁干扰。

2016年，莱恩发表了一篇论文，把极光发生期间噼啪声和爆裂声的录音与芬兰气象研究所测量的温度曲线联系起来。这些数据不仅证明了这些声音的出现与极光有关，而且还证明了声音是在距地面约70米处的逆温层放电产生的。