Материал к уроку

Подземные голоса

Описания спелеологов

«Если просидеть несколько часов, то начнутся глюки. Чаще всего отдалённые женские голоса, хотя бывают и музыкальные образы: однажды я слышал, как военно-морской хор исполняет песню “Варяг”…» – так рассказывает о пережитом в темноте пещер известный спелеолог П. Мирошниченко.

В одном из очерков В. Псаломщикова [1] описаны впечатления уральских шахтёров: «…Неладно, ребята, что мы в шахту спустились, слушайте… опять!.. Остановились мы, слушать стали, вдруг слышим, кто-то точно заплакал в дальних выработках, тихо так, жалобно плачет, надрывается… Пошли туда – нет, умолкло всё. Сначала всё ещё слышалось, а потом совсем смолкло…»

Подземные голоса хорошо известны среди шахтёров и спелеологов. Вдруг по неизвестным причинам в определённых местах под землёй возникают непонятные звуки. Иногда они напоминают что-либо известное. Слушать подобные голоса, когда точно знаешь, что вокруг никого нет, конечно, жутко. Какой-то плач ребёнка в заброшенной выработке, зовущие куда-то женские голоса… Легенды о Хозяйке Медной горы, о призраках подземелий рождались явно не на пустом месте. Приученные к сказам П. Бажова и к «Гамлету», мы легко воспринимаем, что Хозяйка Медной горы разговаривает, как и призрак убиенного отца. Однако изучение даже школьных курсов физики и экологии говорит об обратном: Хозяйка во плоти и крови существовать в горных пустотах не может, нужен какой-нибудь хотя бы простенький «горный биоценоз», а призраки разговаривать не могут ввиду отсутствия возможности издавать звуки. А уж «военно-морской хор»... Это никак не укладывается в сознании.

Физика и психология

Итак, скорее всего подземные голоса относятся к категории «почудилось». При отсутствии обычных каналов поступления информации о внешнем мире наш мозг поневоле заменяет «пустоту» чем-нибудь привычным, вытаскивая это «привычное» откуда-то из подсознания. То есть получается, что физическая проблема формирования подземных голосов превратилась в проблему психологическую. Но справедливо ли это?

Давайте воспользуемся принципом «дыма без огня не бывает». Где-то, при каких-то процессах внутри земли существует «огонь», который создаёт пещерных призраков и их голоса. Первое, о чём приходится говорить, это механические напряжения в горных породах. Под большим давлением появляются трещины. Это могут быть даже микротрещинки. В механике сплошных сред такой процесс называют «ползучестью». Каждая трещинка – это обязательно звук. Причём не просто щелчок, а, как правило, затухающие колебания. Трещинок много, колебаний много, появляется «голос». А уж наше подсознание, видимо, решает, что это женский голос или плач ребёнка.

Под землю проникают звуки с поверхности. Есть даже такое понятие – «подземные звуковые каналы». Как это ни удивительно, подобные «звуковые каналы» в большей степени изучались морскими специалистами. Необходимо было искать возможности связи с подводными лодками. Хотя бы через «каналы» под дном моря. Водные же «звуковые каналы» не всегда надёжны. «Звуковые каналы» в обычных грунтах на суше изучались меньше, поскольку отсутствовала практическая надобность.

Эксперименты

И вот в чисто научном источнике – «Атласе временных вариаций…» [2] – в 1998 г. были опубликованы данные экспериментального исследования подземных звуков, выполненного учёными в различных регионах (Беларусь, Калифорния, Северный Кавказ, Камчатка). Регистрировались звуки на различных частотах. Наиболее интересно следующее. Интенсивность низкочастотных звуков резко падает с удалением от поверхности, минимум – на глубинах от 250 до 600 м, а глубже интенсивность снова растёт. Звуки частотой повыше (580 Гц) вблизи поверхности вообще ничтожно малы, но после 500 м резко усиливаются. Аналогичная картина наблюдается для частоты 1250 Гц (рис. 1).

Рис. 1. Распределение интенсивности звука по глубине на частоте: 1 – 33 Гц; 2 – 160 Гц; 3 – 580 Гц; 4 – 1250 Гц

На этом рисунке представлены обобщённые данные, полученные в скважине, пробуренной в осадочных породах Припятского прогиба в южной Беларуси.

Измерения велись с дискретностью 1 мин несколько суток (с 8 по 11 августа) в сизигийный период лунно-солнечного прилива. Последнее замечание требует небольшого пояснения. Приливы бывают не только в море, то и в твёрдой коре Земли. Невозможно только сравнивать амплитуды этих приливов.

По поводу источников подземного звука существуют две основные точки зрения. Первая состоит в том, что звук формируют атмосферные источники, и он распространяется вниз, с соответствующим затуханием. Вторая точка зрения принципиально отличается: звуки формируются внутри земли.

Показанные на рисунке данные свидетельствуют в пользу обеих точек зрения. Наиболее низкие частоты (33 и 160 Гц) действительно формируются вблизи поверхности и затухают с глубиной, однако затем их интенсивность снова возрастает. Ну а более высокие частоты на поверхности вообще незначительны, тем самым «глубинная» гипотеза происхождения звуков подтверждается для самых разных частот.

Так и хочется написать о стонах грешников, доносящихся из чистилища или из ада. Науке неизвестно, на какой глубине располагаются эти «помещения» Люцифера и как они распределены по пространству земли, но, в общем, «где-то там… внизу».

На самом деле звуки возникают при сбросе механических напряжений в твёрдых породах, например, при образовании трещин, о чём уже было написано выше. При этом частотный диапазон зависит от размеров появившейся трещины. Маленькие трещины «кричат» на высоких частотах, а крупные (разломы, подвижки) – на очень низких частотах. Обо всех этих особенностях и о приливах в земной коре более подробно можно прочитать в «Атласе...» [2].

Как в любой неоднородной среде, под землёй возможна концентрация интенсивности звука. При переходе звука из окружающих пород в пещерную пустоту могут происходить любые «странные» физические явления. Правда, песня «Варяг», о которой писалось в самом начале, самостоятельно не получится.

Многие читатели, внимательно рассматривая приведённый рисунок, обратили внимание на кривую 1 (частота 33 Гц). Эта частота в экспериментах была выбрана из соображений удобства регистрации. Но она не самая низкая из возможных частот. Реальный диапазон как звуковых (продольных), так и сейсмических (поперечных) колебаний, наблюдающихся под землёй, простирается до сверхмалых частот.

Инфразвук в пещерах

Ещё большую жуть по сравнению с описанными выше впечатлениями спелеологов в пещерах навевают не простые слышимые звуки, а нечто неслышимое. Оно вызывает непреодолимый ужас! В связи с этим нельзя не упомянуть широко известную Кашкулакскую пещеру.

«…Побывавшие в Кашкулакской пещере рассказывают удивительные вещи. В какой-то момент их охватывает беспричинный панический страх. Забывая обо всём, бросая снаряжение, они со всех ног мчались, обгоняя друг друга, на выход, к свету…» Об этом рассказывает известный спелеолог И. Барановский. Не правда ли, это напоминает реакцию туристов на склоне Горы Мертвецов (см., например, [4]). Там туристы в панике взрезали ножами свои палатки и мчались неизвестно куда. Что их гнало?

Кашкулакская пещера спрятана в отрогах Кузнецкого Алатау (Хакасия). Она являлась культовой пещерой древних хакасов. Здесь приносились жертвы богам, в том числе человеческие. В переводе на русский название пещеры звучит как «пещера чёрного дьявола». Вряд ли можно думать, что именно из-за древних человеческих жертв возникают такие жуткие ощущения. Думать же о том, что некоторый физический фактор столь долгое время сохраняется вблизи мест древних жертвоприношений, не приходится. Многие народы в своей ритуальной практике прибегали к человеческим жертвам. Однако к этим местам регулярно приходят туристы и... ничего.

В рассказе спелеолога А. Каманова описаны собственные впечатления: «…и вдруг мне становится как-то не по себе, возникает неясное чувство тревоги. Дальше – больше. Волнение нарастает, и вот я, который никогда не был трусом, трясусь весь, как осиновый лист, панический страх! А чего боюсь, сам не знаю…» Это произошло в пещерах Урала.

Из рассказа Е. Якимова: «…пытаясь раздуть огонь в костре, я опёрся коленками и лок тями о землю, и в это мгновение почувствовал пульсацию, исходящую из недр Земли, пульсация была в ритме сердца, впечатление такое, как будто билось сердце огромных размеров…» Речь идёт о пещерах Урала.

В одной из своих статей И. Винокуров [1] пытается объяснить все эти явления воздействием на людей аномалий магнитного поля. Он опирается на некоторые наблюдения поведения компасов: «…стрелки крутятся, как бешеные, иногда залипают».

Стрелки компасов могут показывать что угодно даже в наших собственных квартирах. Увы, это так. Возьмите обычный туристский компас и пройдитесь по комнатам. Вы с удивлением можете обнаружить, что «северная» стрелка показывает куда угодно, но только не на север. Стрелка «притягивается» к электрической проводке, хотя не должна, ведь в проводах переменный ток. В общем, дома у многих из нас сплошные «аномалии».

Возмущения магнитного поля, так называемые магнитные бури, на самом деле воздействуют на человека. Очень сильно – на больных людей, особенно с сердечно-сосудистыми проблемами (см., например, [3]), но чувства ужаса не бывает. А вот от некоторых звуков оно появляется.

Есть неслышимая часть звукового диапазона – инфразвук. Неслышимая, но воспринимаемая человеком. Воздействие инфразвуком вызывает иррациональное чувство ужаса. Это многократно исследовалось. Описан первый опыт, проведённый в театре известным физиком Робертом Вудом, когда по ходу спектакля надо было изобразить «поступь времён». Для генерации инфразвука Вуд приспособил органную трубу очень больших размеров. От этой «поступи времён» зрители в полной панике рванулись из зала. Известный французский физик Гавро построил свой излучатель инфразвука недалеко от действующей фабрики. После включения установки все рабочие в ужасе бросились из цехов наружу. Объяснить этот ужас они не смогли.

Читатели, по-видимому, знакомы с гипотезой, объясняющей проблемы знаменитого Бермудского треугольника воздействием инфразвука на экипажи морских судов. Правда, в известных публикациях почему-то «потерялась» важная составляющая – фокусировка инфразвука. Опасность иррационального ужаса возникает, когда судно попадает в зону фокуса. Но важна не только фокусировка.

Всё это более подробно описано в статье [4].

Резонанс инфразвука в пещерах

Есть такое хитрое явление – резонанс. Когда будущий академик В.В. Шулейкин выявлял существование биологически опасного «голоса моря», то приёмником этих колебаний служил резонирующий надутый водородом шар размером около метра. Резонанс полостей зависит от многих причин, но применительно к сочетанию воздушная полость–горные породы такой резонанс довольно распространён. Особенно важным для его возникновения является длинный узкий ход и большая полость. Имеются даже математические модели подобных систем, из которых несложно определяются условия акустического резонанса. Длинный ход интерпретируется как сочетание акустического сопротивления и акустической индуктивности, а большая полость – как акустическая ёмкость. Здесь специально подчеркиваются акустические термины, поскольку размерности этих величин никак не соответствуют принятым в электронике, хотя произведения сопротивления на ёмкость дают секунды, а индуктивности на ёмкость – секунды в квадрате.

У описанных цепочек есть одно свойство. При определённых соотношениях между сопротивлением, индуктивностью и ёмкостью на конечном этапе, т. е. в ёмкости, возникает резонансный эффект. В результате могут появляться легенды об «ужасе пещер», когда одновременно с психологической подготовленностью людей к страху действует нормальное физическое явление. Особенность инфранизких резонирующих звуков лишь в том, что они неслышимы. Организм человека их воспринимает, но через обычные слуховые рецепторы инфразвуки не фиксируются. И возникает страх. («…А чего боюсь, сам не знаю…» – рассказывает А. Каманов.)

Можно ли каким-то образом защититься от действия этого инфразвука? Считается, что можно. Например, на ожидаемый инфразвук наложить обычный громкий звук, например, музыку. Тогда возникает хитрый эффект «звукомаскировки». Он описан в литературе, но применительно к инфразвуку, похоже, никем не проверен. Лучше всего из подобных ситуаций просто-напросто выбираться как можно быстрее. Мощный инфразвук не только вызывает чувство ужаса, иногда, на некоторых частотах, он убивает.

 

Литература

1. Ночные призраки большого города. СПб.: Комкон, 1994. 352 с.
2. Атлас временных вариаций природных, антропогенных процессов: Т. 2. Циклическая динамика в природе и обществе. М.: Научный мир, 1998. 432 с.
3. Степанюк И.А. Магнитные бури // Физика-ПС, 2007. № 5. (Издат. Дом «1 сентября»).
4. Степанюк И.А. Инфразвук: физика и биология // Физика-ПС, 2007. № 1. (Издат. дом «1 сентября»).

---

С использованием публикации автора в журнале «Колумб» под псевдонимом Максим Климов.