Hebt u de aarde al horen luiden?

Alle voorwerpen trillen als ze worden aangeslagen. Een klok is daar het best gekende voorbeeld van, omdat ze zo lang nagalmt. Maar ook de aarde trilt als ze wordt aangeslagen, en merkwaardig is dat ze nog lang nagalmt ook. Maar de aarde heeft geen klepel. Hoe wordt ze dan aangeslagen? Het antwoord is eenvoudig: zware aardbevingen hebben op de aarde ongeveer hetzelfde effect als een slag van de klepel op een klok. Nu ook, na de heel zware aardbeving in Zuidoost-Azië kan men weken nadien nog de nagalm van de gehele aarde registeren, en men denkt dat dit natrillen nog tot in april meetbaar zal zijn.

Net zoals een klok heeft de aarde verschillende trillingsmodi, dit zijn verschillende wijzen van trillen, die elk een eigen toon produceren. Doordat al die verschillende tonen tesamen ons oor bereiken, heeft een klok een heel rijke klank. En als die verschillende tonen juist op elkaar afgestemd zijn, dan klinkt een klok heel mooi.

Maar de aarde is dan wel een reusachtige klok. En vermits de toonhoogte van een klok naar beneden gaat naarmate de klok groter wordt, moet de aarde wel een heel lage toon produceren. En dat is ook zo. De grondtoon heeft een periode van 20,4 minuten. Na een zware aardbeving gaan wij dus met zijn allen gedurende enkele weken tot maanden elke twintig minuten enkele honderdsten van een millimeter op en neer. Hoewel de klank daarvan veel te laag is om met onze oren hoorbaar te zijn, kunnen we daar wel een muzieknoot aan koppelen. Het is een la, maar wel 19 octaven lager dan die van een gewone stemvork. Of nog, 17 octaven lager dan de grondtoon van `Filips', de op één na zwaarste klok van de Gentse beiaard.

In tegenstelling tot een klok is de grondtoon van de aarde niet de laagste noot die de aarde produceert. De grondtoon van de aarde is die die overeenkomt met een gelijkmatig uitzetten en inkrimpen van de gehele aarde, waarbij de bolvorm behouden blijft. Dit is een trilling zonder knopen. De laagste toon die de aarde produceert, correspondeert echter met een andere trilling, waarbij de aarde de vorm aanneemt van een Amerikaanse voetbal, afwisselend plat en recht. Deze heeft twee knopencirkels langs het oppervlak van de aarde. De periode van die trilling is bijna 54 minuten en correspondeert met een mi, nog ruim een octaaf lager dan de grondtoon. Daarbuiten zijn er nog een hele reeks hogere tonen, met periodes tussen enkele seconden en 50 minuten, die elk corresponderen met een verschillende trillingsmodus.

Er is nog een verschil met een klok. Een klok heeft een diameter en een hoogte die ongeveer even groot zijn, maar de derde dimensie, de dikte, is veel kleiner dan de twee andere. Bijgevolg wordt elke trilling gekarakteriseerd door twee getallen: het aantal meridionale knopenlijnen (vertikaal langs de flank van de klok) en het aantal latitudinale knopenlijnen (horizontaal rondom de flank van de klok). De aarde echter heeft drie bijna gelijke afmetingen, en daardoor wordt elke trilling ook nog eens gekarakteriseerd door het aantal knoopoppervlakken binnen de aarde (concentrische boloppervlakken).

Maar hoe zou dit nu klinken? De trillingen na de aardbeving van Zuidoost-Azië werden geregistreerd door de seismograaf van de Koninklijke Sterrenwacht van België opgesteld te Membach. Door dit nu versneld af te spelen kan dit in hoorbaar geluid omgezet worden. Klik hier voor een versie in wav-formaat, klik hier voor een versie in mp3-formaat De trillingen zijn 441000 maal versneld. M.a.w. een trilling met periode van 1000 seconden (iets meer dan 16 minuten) hoort u als de la van een stemvork. De klank lijkt wat op een grote dunne metalen plaat waar op geklopt wordt, of nog als een grote veer waarlangs snel gewreven wordt. Duidelijk is te horen dat de trillingsmodus met periode 54 minuten sterker aanzet, maar algauw uitdempt, terwijl die met periode 20 minuten veel langer nagalmt. De klopjes die men ondertussen hoort zijn naschokken of andere aardbevingen.

Voor meer informatie over de vrije trillingen van de aarde, zie de webpagina http://homepage.oma.be/mvc/osclibres/oscillat.htm (in het Frans).

Met dank aan Michel Van Camp voor het leveren van de nodige gegevens.