ELF/VLF: tre app per iPad come visual radio dei fenomeni radio naturali

Volevo segnalare qualche applicazione iOs a costo molto contenuto (o addirittura free) da destinare all'acquisizione e l'analisi dei segnali in banda audio. Con gli opportuni accorgimenti, acquisendo cioè variazioni di tensione elettrica e non di pressione dell'aria, questi programmi possono essere utilizzati per ricevere e visualizzare segnali naturali e precursori sismici in banda ELF/VLF ma anche per la visualizzazione di radiofari e altri modi digitali ricevuti via radio.

Il programma gratuito si chiama SpectrumView, funziona su iPhone e iPad e permette di impostare una banda di campionamento fino a 24 kHz (48 kHz di frequenza di acquisizione) e risoluzioni FFT fino a 4096 punti. Lo sviluppatore si chiama OxfordWaveResearch. Il secondo è Spectogram Pro (2,39 euro), un software messo a punto da Dominik Seibold, autore anche di alcune applicazioni fotografiche per iPad/iPhone e di un curiosissimo programma per la trasmissione acustica delle immagini, Acoustic Picture Transmitter Pro (0,99 euro) (APT è una specie di fax che campiona le immagini con la trasformata di Fourier, le converte in audio e ricostruisce l'immagine ricevuta con l'altoparlante di un secondo iPhone, un giochetto di scarsa utilità ma divertente). Spectrogram offre più opportunità di personalizzazione ma sostanzialmente lavora come SpectrumView.

E infine abbiamo Voice Analyzer (1,59 euro o free in versione Lite) della polacca Dexus. Si tratta di una applicazione rivolta in particolare ai cantanti che vogliano rendersi visivamente conto del cosiddetto "formante", il picco di intensità che nei segnali acustici spettralmente complessi tende a formarsi intorno alle frequenze fondamentali. Come gli altri due il programma visualizza il segnale vocale nei domini del tempo e delle frequenze, ma solo nella versione a pagamento permette di impostare i parametri di acquisizione e di calcolare i formanti.

In che modo queste app possono servire a chi desidera monitorare i segnali radio a frequenza molto bassa? Semplicemente intervenendo sul tipo di informazione acquisita. Se invece di misurare la variazione di pressione con il microfono incorporato utilizziamo l'ingresso line-in per misurare le variazioni di tensione, iPhone si trasforma in una "visual radio" per segnali sotto i 24 kHz. La cosa comporta l'acquisto di opportuni accessori o la realizzazione di piccoli circuiti di adattamento che permettano di seguire le uniche due strade percorribili per immettere un segnale analogico in un dispositivo privo di una porta "line-in" come l'iPad. Una strada è la presa per auricolari, che dispone di un "quarto polo" collegato al microfono (segnali mono). Purtroppo un semplice jack a quattro poli potrebbe non bastare perché se l'impedenza della linea non è quella di un microfono acustico, l'acquisizione va a monte. Su Internet si trovano dei semplici circuiti di adattamento (per esempio questo).

Una via più performante è il dock connector di iPad, dove esistono due line di ingresso per i canali stereofonici, con un problema di accessibilità. Se uno non vuole spendere troppi soldi con prodotti dedicati come iO Dock di Alesis, una soluzione elegante è un piccolo ADC/DAC come iMic di Griffin e un adattatore USB-Dock Connector come il Camera Kit della stessa Apple. La spesa complessiva è abbastanza contenuta, qualche decina di euro, ma il risultato assicurato.

Il terzo campo d'azione, se lo scopo è quello di ricevere gli elusivi segnali collegati ai fenomeni naturali e le trasmissioni che ancora occupano la porzione di spettro sotto i 30 kHz, è la sperimentazione delle antenne più opportune. Anche qui ci sono diverse strade percorribili, ma ne ho identificate due, proposte sul sito Vlf.it da Marco Bruno e Renato Romero. Si tratta dei progetti LNVA (low noise voltage amplifier)"24_20" (descritto in questo pdf) e EasyLoop, una antenna di una quarantina di spire circolari su un diametro di 75 cm. Come è facile intuire la prima antenna amplificata è sensibile al campo elettrico, la seconda a quello magnetico.

Telescopi neutrinici o microfoni per balene?

Straordinario questo esempio di multidisciplinarietà in una realtà scientifica che si fa sempre più complessa e specializzata, ma anche densa di vere e proprie connessioni neuronali tra le varie discipline. Generando un fascino a mio parere davvero "epico" all'altezza delle grandi narrative che hanno connotato nei secoli l'umanesimo, tenendolo paradossalmente lontano da una scienza "fredda" e senza cuore.

Nelle profondità del Mediterraneo gli "astrofisici particellari" dispongono i loro telescopi per indagare interazioni tra neutrini e materia, mutuate attraverso la luce di Cherenkov (progetto KM3NeT con un interessante documento sui "telescopi neutrinici"). Poi ci si accorge che le lunghezze d'onda in gioco sono le stesse che consentirebbero il monitoraggio delle attività dei cetacei in profondità e la rete di sensori dispiegata per osservare muoni e adroni viene adattata, con l'aggiunta di sensori bioacustici, per ascoltare le balene. Da qui nasce il sito di LIDO, Listening to the Deep Ocean environment, che offre la rara opportunità di entrare in contatto uditivo con la lenta variabilità degli abissi marini (dalla Sicilia sudorientale partecipa la torre del progetto NEMO).

Ecco il comunicato del CERN sul progetto CLOUD (uno studio tra la possibile interazione tra raggi cosmici e formazione delle nuvole) che mi ha rivelato tutte queste meraviglie.

Listening to whales with neutrino telescopes

Whales sing at the same wavelength as the neutrinos emitted by stars. This happy coincidence gave physicists the idea to share their undersea telescopes with marine biologists. By helping the development of a bioaccoustics network to monitor the deep sea environment, they have already enabled the discovery of the unexpected presence of sperm whales in the Mediterranean Sea. It is even possible to listen to the song of whales live from home with a personal computer connected to the web, thanks to the LIDO platform (Listen to the Deep Ocean) : http://listentothedeep.com/

European astroparticle physicists are developing together KM3NeT, a large undersea neutrino telescope in the Mediterranean, dedicated to tracking neutrinos from astronomical sources. The deployment of deep sea neutrino detection lines for current experiments such as Antarès in France, Nemo in Italy and Nestor in Greece has opened up the possibility of also installing monitoring devices for the permanent study of the deep sea environment: studies of ocean currents, of bioluminescence, of fauna and of seismic activity.

Astroparticle physics is a new field mixing both particle physics and astrophysics and offering many new opportunities for environmental disciplines such as oceanography, climate science and studies of the atmosphere, geology…

The ASPERA European network for astroparticle physics and CNRS/IN2P3 invite the media to participate in the workshop « From the Geosphere to the Cosmos » on 1st and 2nd December at the Palais de la Découverte in Paris, where the new synergies and challenges of environmental sciences and astroparticle physics will be presented.

Journalists are very welcome to attend the whole event. A press briefing will be held on the 1st December 16:15 at the Palais de la Découverte in Paris, where the following projects will be presented:

LIDO - for listening to the deep sea environment from home over the internet,

The CLOUD experiment at CERN, which studies the impact of cosmic rays on clouds and climate,

3D-radiography projects for volcanoes, using particle detectors

Probing new territories

Astroparticle physics is an excellent example of interdisciplinarity, combining the research and technologies of both particle physics and astrophysics. Over the last few years, new methods for observing the Universe have been devised. With astroparticle physics, it is no longer a question of simply studying the light that comes from the stars. Rather, the very particles emitted by cosmic bodies can be detected and analysed. Cosmic rays and neutrinos have a whole new story to tell about the violent processes underway in black holes and supernovae. Be it tracking dark matter particles in underground laboratories, or fishing for neutrinos in the ocean’s depths, today’s physicists can appear almost as characters from Jules Verne, modern-day explorers of the wonders of our Universe.

By deploying large infrastructures in unusual places, astroparticle physics offers new opportunities for other scientific disciplines for studying the atmosphere, the ocean, biology in extreme conditions…

Developing new technologies

Astroparticle physics also offers a perspective of extremely promising technologies to come. Just as it is possible to image the human body with X-rays, particle physics detectors should soon be able to make three dimensional images of volcanoes and thus help in better understanding their mechanisms and indeed risk prevention. As they interact very weakly with ordinary matter, some particles such as neutrinos and muons cross huge thicknesses of rock, revealing the densities of the different layers they go through. In addition, geoneutrinos could allow for studies of the Earth’s core.

Better understanding of the atmosphere and climate

Cosmic rays are charged particles that bombard the Earth's atmosphere from outer space. The deployment of large cosmic ray experiments such as the Pierre Auger Observatory in Argentina, or indeed satellite-based experiments, helps to continuously and precisely monitor the atmosphere on a large scale. Such experiments offer the possibility to study the role that cosmic rays could play in triggering lightning in thunderstorms. Moreover, studies suggest that cosmic rays might even have an influence on the amount of cloud cover through the formation of aerosols. CLOUD is an experiment at CERN in Geneva that uses a cloud chamber to study the possible link between cosmic rays and cloud formation. The results could greatly modify our understanding of clouds and climate.

Radio Vulcano trasmette la voce dei fulmini eruttivi

Spaceweather.com parla di una missione scientifica che in Islanda sta studiando un fenomeno poco conosciuto (e dalle cause ancora misteriose) associato alle eruzioni vulcaniche: nelle nuvole incandescenti di lava, ceneri e gas si accendono le scariche di veri e propri fulmini. Considerando la difficoltà di osservare questi lampi in normali condizioni di ripresa, gli scienziati del politecnico New Mexico Tech stanno costruendo intorno all'Eyjafjallajokull (nessuna relazione con il Faiallo) una rete di sensori RF che "ascoltano" le scariche ricostruendone la mappa tridimensionale.

It is well known that volcanic eruptions produce strong lightning. Less well known is why? Ordinary lightning in thunderstorms is not fully understood; volcanic lightning is even more of a mystery.To investigate, a team of researchers from New Mexico Tech has traveled to Iceland to monitor the Eyjafjallajokull volcano--and they have found it crackling with electricity. Photography is one way to monitor volcanic lightning, but the technique has limits: Ash clouds are able to hide the flashes; lightning is not always visible in daylight; glowing lava competes for attention; and so on. Radio receivers can do a better job. Lightning emits impulsive radio bursts which can be measured and counted, day or night, even through clouds of ash. "We are deploying a six-station lightning mapping array around the Eyjafjallajokull volcano," says Harald Edens. Their analysis of the radio "crackles" could reveal much about the inner workings of volcanic lightning.

Il sole riprende fiducia: macchie a gogo e rischi al GPS

In fin dei conti l'allarmismo che ha circondato il prolungarsi del minimo solare al termine del ciclo precedente si è rivelato infondato. Qualcuno temeva che il sole avesse esaurito la scorta di macchie ma non è così, l'astro in questi giorni è ripartito in tromba, con un imponente gruppo di macchie qui fotografato dal pisano Stefano Pello, gruppo classificato con il numero 1045.
Alle macchi si associa il fenomeno delle radioemissioni in banda decametrica, cioè nelle onde corte. Thomas Ashcraft su Heliotown.com ha pubblicato impressionanti registrazioni mp3 del ruggito delle macchie, utilizzando - rivela il sito Spaceweather - antenne utilizzate per le ricerche radioastronomiche in HF, come quelle dell'Osservatorio di Nançay.

RADIO-ACTIVE SUNSPOT: Behemoth sunspot 1045 is crackling with M-class solar flares--and that's not all. "There have been many loud shortwave radio bursts over the past two days," reports amateur radio astronomer Thomas Ashcraft of New Mexico. "Some of the bursts have completely saturated my receivers." Just listen to the sounds coming from the loudspeakers in his observatory.
The roaring sounds you just heard were mainly Type III radio bursts, caused by beams of electrons streaming through the sun's outer atmosphere. Sunspot 1045 appears poised to explosively accelerate more electrons in the days ahead as the flare-show continues. Ham radio operators, point your Yagis toward the sun!
Per essere sempre aggiornati su questi fenomeni e avere la possibilità di osservare l'attività magnetica del sole in diretta e in tre dimensioni, ora potete scaricare l'applicazione iPhone 3DSun, realizzata appositamente dalla NASA. Tutte le informazioni del caso sul sito 3DSun.org
o direttamente su iTunes Store (app gratuita)

L'attività solare tornata a crescere ha un risvolto molto inquietante nel possibile effetto sul sistema di navigazione satellitare GPS. Intervistando i ricercatori della University of Bath, la BBC scrive che le turbolenze magnetiche e particellari solari possono determinare pericolosi disservizi nei satelliti che regolano ormai una parte fondamentale dei nostri trasporti, dal traffico aereo civile a milioni di automobilisti. E' curioso come l'allarme venga lanciato solo dopo lo smantellamento deciso per sistemi di radionavigazione terrestre come il LORAN-C, di cui abbiamo dato notizia l'altro giorno. Affidarsi solo ai satelliti è una strategia intelligente? Se è vero che i fenomeni solari impattano anche sulle trasmissioni dei radiofari e di sistemi VLF come il LORAN, forse dovremmo conservare - per prudenza - anche qualche sistema di backup. Negli USA un gruppo di radioamatori si è offerto volontario per il mantenimento della rete appena chiuda dall'Amministrazione Obama.

Sat-nav devices face big errors as solar activity rises
By Jason Palmer Science and technology reporter, BBC News

Researchers say the Sun is awakening after a period of low activity, which does not bode well for a world ever more dependent on satellite navigation.

The Sun's irregular activity can wreak havoc with the weak sat-nav signals we use.
The last time the Sun reached a peak in activity, satellite navigation was barely a consumer product. But the Sun is on its way to another solar maximum, which could generate large and unpredictable sat-nav errors. It is not just car sat-nav devices that make use of the satellite signals; accurate and dependable sat-nav signals have, since the last solar maximum, quietly become a necessity for modern infrastructure.
Military operations worldwide depend on them, although they use far more sophisticated equipment. Sat-nav devices now form a key part of emergency vehicles' arsenals. They are used for high-precision surveying, docking ships and they may soon be used to automatically land commercial aircraft.
(continua)

Concerto per radiotelescopio e percussioni

Ascoltando oggi la conversazione di Fabio Fazio con Margherita Hack sono venuto a conoscenza di un brano di musica contemporanea che dovrebbe diventare l'inno degli appassionati di radionatura, i suoni "emessi" o meglio associati a fenomeni naturali atmosferici. In questo caso i rumori sono quelli "ascoltati" attraverso i radiotelescopi e provengono da pulsar estremamente lontane. Il brano interpretato dalla professoressa Hack - in veste di voce narrante - venne composto da Gérard Grisey ed è stato interpretato in prima italiana il 15 gennaio scorso all'Auditorium di Roma.
Le Noire de l'Étoile, composto tra il 1989 e il 1990 per sei musicisti disposti intorno al pubblico, nastro magnetico e trasmissione in situ di segnali astronomici, con un testo esplicativo da leggere in sala, si ispira alla carriera di Grisey come insegnante a Berkeley. Il musicista inventore della "musica spettrale" conobbe un astrofisico che gli fece ascoltare il sospiro delle pulsar e Grisey (scomparso non molto tempo dopo, nel 1998, a soli 52 anni) ne rimase affascinato (sul sito del suo IRCAM parigino trovate diversi esempi delle sue musiche).
Di Étoile trovate una estesa documentazione su Bisbigliando, il sito patrocinato dal Centre de Documentation de la Musique Contemporaine e le Editions Musicales Européennes, mentre su quello dell'ensemble Les Percussions de Strasbourg, che interpretarono la prima mondiale nel 1991, potete ascoltare un breve estratto dell'opera (degli stessi esecutori è possibile ascoltare il brano Ionisation, di Edgard Varèse

LE NOIR DE L'ETOILE (1989-1990)
Pour six percussions disposées autour du public

Le Noir de l'Etoile est dédié à mon fils Raphaël affectueusement et aux Percussions de Strasbourg

Lorsqu'en 1985, je rencontrai à Berkeley l'astronome et cosmologiste Jo Silk, il me fit découvrir les sons des pulsars. Je fus séduit par ceux du pulsar de Véla et immédiatement, je me demandai à la manière de Picasso ramassant une vieille selle de bicyclette : " Que pourrais-je bien en faire ? ".
La réponse vint lentement : les intégrer dans une oeuvre musicale sans les manipuler, les laisser exister simplement comme des points de repère au sein d'une musique qui en serait en quelque sorte l'écrin ou la scène, enfin utiliser leurs fréquences comme tempi et développer les idées de rotation, de périodicité, de ralentissement, d'accélération et de " glitches " que l'étude des pulsars suggère aux astronomes. La percussion s'imposait parce que comme les pulsars, elle est primordiale et implacable, et comme eux cerne et mesure le temps, non sans austérité. Enfin, je décidai de réduire l'instrumentarium aux peaux et métaux à l'exclusion des claviers.
Le Noir de l'Etoile était né ou presque
Il restait à imaginer un complément lumineux de la partition, à élaborer une scénographie, à convaincre la communauté des astronomes de Nançay de transmettre un pulsar dans une salle de concert, enfin à réunir une équipe qui fût autant que moi passionnée par le projet.
Lorsque la musique parvient à conjurer le temps, elle se trouve investie d'un véritable pouvoir chamanique, celui de nous relier aux forces qui nous entourent. Dans les civilisations passées, les rites lunaires ou solaires avaient une fonction de conjuration. Grâce à eux, les saisons pouvaient revenir et le soleil se lever chaque jour. Qu1en est-il de nos pulsars ? Pourquoi les faire venir ici, aujourd'hui à l1heure où leurs passages dans le ciel boréal les rend accessibles ?
Bien sûr, nous savons ou croyons savoir qu'avec ou sans nous, 0359-54 et le pulsar de Véla continueront leurs rondes interminables et, indifférents, balayeront les espaces intersidéraux de leurs faisceaux d'ondes électro-magnétiques. Mais n'est-ce pas en les piégeant dans un radiotélescope, puis en les intégrant dans un événement culturel et sophistiqué - le concert - qu'ils nous renvoient alors plus que leurs propres chants ?
En effet, le moment du passage d'un pulsar dans le ciel nous astreint à une date précise et en rivant le concert sur cette horloge lointaine, il devient un événement in situ, plus exactement in tempore donc relié aux rythmes cosmiques. Ainsi, les pulsars détermineront non seulement les différents tempi ou pulsations du Noir de l'Etoile, mais également la date et l'heure précise de son exécution.
Musique avec pulsar obligé !

Radiosegnali dalle rocce, terremoto in arrivo. Forse.

Si possono davvero prevedere i terremoti? Forse sì, anche se nessuno strumento predittivo potrà mai essere sufficiente - in una delle nazioni più sismiche d'Europa - se bande di criminali travestiti da palazzinari sostituiscono la sabbia al cemento armato quando "costruiscono" (in cantieri che uccidono centinaia di operai, per colmo misura) case, scuole e ospedali.

Le prime cronache dalla tragedia dell'Aquila erano piene di riferimenti alle ricerche (e agli appelli) di Giampaolo Giuliani, fisico tecnico dell'INAF, che collabora con del Laboratorio Nazionale del Gran Sasso, dove tra i vari progetti sono in corso le ricerche del gruppo ERMES, che studia la possibile correlazione tra eventi come l'attività sismica e le emissioni naturali di gas radon. C'è però chi sostiene, citando teorie e dati non meno scientifici, che i sintomi dei terremoti imminenti si possono ascoltare non solo con il contatore geyger ma anche con radio e antenna. L'oggetto di studio in questo caso sono le emissioni radio naturali provocate - forse - dalla rottura delle rocce. Emissioni che si possono letteralmente "ascoltare" nella primissima parte dello spettro radio, quello delle frequenze acustiche nelle bande ULF, ELF e VLF (quindi sotto i 30 kHz). Un po' di teoria sulla generazione di queste onde si trova in un paper di Enzo Magnaschi pubblicato sul sito di Renato Romero, www.vlf.it.
In questi giorni di rabbiosa constatazione dei risultati pratici della nostra proverbiale "furba" allergia a ogni forma di regolamento da rispettare, nelle discussioni sui gruppi radioamatoriali vengono citate alcune sperimentazioni condotte proprio da radioamatori per lo studio dei Precursori Sismici Elettromagnetici. I PSE sono perturbazioni rilevabili a frequenze naturali molto basse, che secondo alcune teorie potrebbero essere associate a fenomeni di fratturazione delle rocce e quindi rappresentare il primo sintomo del terremoto in arrivo. Purtroppo non è una correlazione facile da dimostrare perché a queste frequenze le perturbazioni potrebbero essere di tutt'altra natura, naturale o artificiale, ionosferica o terrestre. L'incertezza è dovuta anche alla difficoltà di stabilire precise relazioni temporali tra i possibili precursori elettromagnetici e gli eventi sismici veri e propri. Gli sperimentatori parlano di intervalli da 2 a 8 ore tra evento ELF e terremoto. In altre parole, anche se i PSE fossero dei marker attendibili, non si sa bene quale interpretazione darne e soprattutto che misure prendere una volta stabilita la correlazione. Il sensore ULF lancia l'allarme... And so what? Si chiede cortesemente a dieci milioni di persone di evacuare abitazioni e uffici senza provocare panico? Temo che il rimedio possa diventare peggiore del male. L'unica forma di prevenzione possibile, diciamolo francamente, è costruire edifici in grado di resistere allo stress sismico più intenso.
Comunque sia, la caccia al precursore elettromagnetico ha il suo fascino e in qualche modo potrebbe tornare utile se fosse possibile capire con ulteriore anticipo quali sono le soglie di allarme. Forse si tratta solo di raccogliere un campione di dati ancora più esteso. Come scrive l'articolo pubblicato su Wired un paio d'anni fa, aziende come la californiana QuakeFinder cercano di monetizzare la teoria dei PSE realizzando reti di sensori magnetici tarati sulle frequenze ULF-ELF. Lo stesso fanno su base puramente volontaria i radioamatori dell'ARI di Fidenza, che tra l'altro stanno pubblicando su Internet in tempo i dati raccolti dalle loro postazioni equipaggiate con speciali ricevitori e software (quello di Fidenza è stato sviluppato da Roberto Violi, IK1XHH). Chiunque può cercare di correlare i presunti allarmi con i dati sismici distribuiti sempre su Internet. L'esperimento di Fidenza ricalca quello, più consolidato, dei radioamatori friuliani, con la Friuli Experimental Seismic Network.
Il 24 marzo, la rubrica Horizon del canale televisivo BBC Two ha trasmesso un documentario sul difficile mestiere del "meteorologo" sismico, ma purtroppo il programma non è più disponibile sull'iPlayer.

Evidence Mounts for Electromagnetic Earthquake Precursors
By Keay Davidson 12.14.07

SAN FRANCISCO –- Scientists revealed data Thursday that an electromagnetic alarm might have preceded a 2007 earthquake in Northern California. The evidence could offer support to a controversial theory that mysterious and little-understood signals might offer fair warning for imminent catastrophic earthquakes.
Scientists detected the signal Oct. 30 near Milpitas, California, 19 hours before a medium-size quake -- with its epicenter in the Alum Rock neighborhood of San Jose -- shook the region, scientists told Wired News Thursday.
"Alum Rock saw a signal that didn't happen at any other site: It was a series of electromagnetic pulses that were drawn out over eight minutes," said Tom Bleier, a researcher with QuakeFinder, a Palo Alto firm. He cautioned, however, that further study is needed to determine if the electromagnetic signal has "some other cause" besides the quake.
The new data, reported here at the American Geophysical Union annual meeting, was met with some skepticism. But the evidence could be a watershed moment in earthquake detection, a field that has a long and perpetually disappointing history. The discovery could strengthen the case of scientists who suggest that big quakes are preceded by strange signals, including one that may have come before the catastrophic 1989 Loma Prieta earthquake in the San Francisco Bay Area.
"There are at least a dozen theories that predict these (electromagnetic precursors) should occur," said Jacob Bortnik, a UCLA space physicist and a consultant for QuakeFinder.
To test the theory that quakes emit advance warning signals, a small team of California scientists funded by the satellite company QuakeFinder, has installed some 70 electromagnetic sensors across California, including some in high schools, in exchange for satellite internet access. The device is a white box, 4 feet tall, which contains an instrument called a search-coil magnetometer, designed to detect the type of signal that researchers theorize acts as a quake alarm.
At about 1:30 a.m. on the day before Halloween, one of the sensors -- located on the property of a plumber near Milpitas -- detected a puzzling series of electromagnetic pulses. Late that same day, a 5.6-magnitude quake occurred nearby, with its epicenter at Alum Rock, just south of the Calaveras earthquake fault.
QuakeFinder engineers are now analyzing data from the sensor, trying to determine whether it gave advance warning of the Alum Rock quake, said Bleier, who is trained in electrical engineering. He cautioned that the data analysis is only 30 percent finished, and it's premature to say whether the signal emanated from the quake or is due to some other cause.
Skeptics believe the electromagnetic signals might not be due to quakes at all. Rather, they could be caused by sources ranging from the natural to the artificial -- say, from solar activity or from electromagnetic fields generated by auto engines.
Scientists at the AGU meeting Thursday argued whether a particularly dramatic electromagnetic alarm preceded the 7.1-magnitude Loma Prieta earthquake of October 1989, which devastated parts of the San Francisco Bay Area. Antony Fraser-Smith, now an emeritus professor of electrical engineering at Stanford University, detected the signal.
According to Fraser-Smith, the 1989 signal began from an unknown source up to two weeks before the Loma Prieta quake. The signal peaked sharply a few hours before the quake struck.
But critics point out that Fraser-Smith's records don't include evidence of natural, day-and-night variations in the Earth's electromagnetic field, which are normally present in such records, said Malcolm Johnston, a geophysicist at the U.S. Geological Survey office in Menlo Park, California.
Fraser-Smith also had some supporters at the conference. David Culp, now a senior at Purdue, presented evidence he gathered as an undergraduate intern in the Stanford Department of Geophysics in the summer of 2007 that Fraser-Smith's 1989 detection. He emphasized the dramatic spike in electromagnetic intensity hours before the quake. Efforts to explain the signal via nonquake mechanisms are "entirely implausible," Culp said.
A long-time proponent of the earthquake-alarm theory, Friedemann T. Freund, a scientist at NASA Ames Research Center in Mountain View, California, also presented data on the possible mechanism underlying the electromagnetic signals.
He reported the result of a lab experiment in which he subjected rock to high pressures, modeling pre-earthquake conditions. It caused the rocks to develop electrical currents, he said. After relieving pressure on the rock, the electrical current slowly faded out -- just like the electromagnetic measurements after quakes.
"Either there is a big devil down there moving magnets back and forth, or there is some kind of physical effect causing (these signals)," Freund said.
Johnston, however, said Freund's electrical currents would be "short-circuited" by the abundant groundwater in underground rock.
Still, with evidence mounting that the signals might be real, some scientists are calling on the federal government to develop a network of electromagnetic sensors to detect such signals before quakes. Even skeptics agree more detection is necessary.
"We need a much more comprehensive (electromagnetism-monitoring) network," Johnston said.
But Bill Ellsworth, a prominent Geological Survey geophysicist, said that in the absence of an infinite amount of federal funding, first priority should go to the development of more seismic-detection networks that -- unlike earthquake alarms -- are based on well-understood physical principles.

Missili in Corea: i sottomarini russi ricevono un segnale

Torna a soffiare una raggelante brezza di crisi dalla Corea del Nord, accusata in questi giorni dal Giappone e da altre nazioni (ma gli americani, ) di voler lanciare nuovamente dei missili a lunga gittata. E con la brezza le nazioni vicine alla Corea e l'America tornano a muovere le loro forze navali e subacquee. Forze che per comunicare con le basi utilizzano - tra le altre modalità - segnali radio a frequenze incredibilmente basse. Addirittura sotto i 30 kHz, là dove le onde elettromagnetiche si "sovrappongono" alle frequenze delle onde acustiche.
Le foto pubblicate dall'Institute for Science and International Security di Washington così come sono state ricavate dai satelliti commerciali di DigitalGlobe, sembrerebbero confermare i preparativi in corso nella base di Musudan-ri. I giapponesi sospettano che come avvenuto in passato, i lanci non riguardano gli esperimenti spaziali ma le armi nucleari. Gli americani che secondo il New York Times, non interverranno per chiedere sospensioni o per intercettare e distruggere il missile nordcoreano, stanno muovendo la flotta di stanza in Corea del Sud per sorvegliare la traiettoria del lancio, che dovrebbe passare sopra il Giappone.
E gli appassionati che sorvegliano le comunicazioni radio militari hanno rilevato in questi giorni i possibili segni di queste attività. Dalla Norvegia Trond Jacobsen è specializzato nella ricezione delle comunicazioni a frequenze bassissime (VLF, 30-300 kHz) e estremamente basse (ELF, 3-30 KHz) e l'altro giorno ha segnalato sulla lista UDXF di aver monitorato attività sui canali dell'impianto russo ZEVS di Murmansk su 82 Hz (avete letto bene) e dalla stazione VLF cinese su 20,6 kHz. Secondo la sua autorevole opinione, le trasmissioni indicano che russi e cinesi stanno dislocando i loro sottomarini.
Perché per trasmettere verso questo tipo di imbarcazioni occorre scendere a frequenze così basse? Perché la radiazione elettromagnetica a tali frequenze riesce a penetrare nelle profondità del mare e inviare messaggi ai sottomarini senza costringerli a emergere o a utilizzare speciali boe in grado di fungere da antenna per comunicazioni terrestri o satellitari. Se nelle VLF la permeabilità consente di raggiungere più o meno quote periscopiche, con le ELF si scende molto più giù, a diverse decine di metri, la dove i sottomarini strategici possono mantenere la loro modalità "stealth": l'invisibilità.
La stazione ZEVS, descritta da Jacobsen in un bellissimo articolo sul non meno avvincente sito di Renato Romero dedicato alla ricezione di segnali artificiali e naturali, Vlf.it (dove tra l'altro trovate il progetto per una antenna loop amplificata da usare per la ricezione dei segnali ELF, insieme a un software di analisi spettrale per pilotare la scheda audio del computer) è l'unico impianto di comunicazione terra-profondità rimasto ancora operativo nel mondo. Fino al 2004 un impianto simile era in funzione negli Stati Uniti, in due punti del Wisconsin e del Michigan. Le due stazioni, che utilizzavano l'intero pianeta come radiatore per lanciare i segnali che riflessi dalla ionosfera penetravano nelle acque marine, rappresentavano in pratica due poli di una antenna. A 76 Hz, la lunghezza d'onda supera i 3.000 km e costruire un'antenna risonante vera e propria sarebbe proibitivo. Vale la pena di leggersi la descrizione dell'impianto americano ora dismesso (era entrato in funzione nel 1989 scatenando una ondata di proteste da parte degli ambientalisti preoccupati degli effetti di campi elettrici a frequenza così bassa), per comprendere le particolari condizioni geologiche che devono essere soddisfatte e la necessità di utilizzare potenze molto elevate e linee di trasmissione aeree lunghissime (circa 30 miglia) per raggiungere gli elettrodi sepolti nel terreno.
Quando si opera a frequenze così basse le comunicazioni ovviamente non possono avvenire in fonia e anche per i dati occorrono codifiche molto particolari. Bisogna anche pensare alla funzione tattica di questi segnali, che teoricamente possono servire a impartire l'ordine per un attacco missilistico nucleare. E se si aggiunge il fatto che le trasmissioni sono inevitabilmente a senso unico, visto che il sottomarino può ricevere ma non avrebbe la possibilità di rispondere, lo scenario diventa ancora più inquietante. Per fortuna, su frequenze così esoteriche si possono anche ascoltare gli effetti di fenomeni naturali di vario tipo, frutto delle complesse relazioni tra il campo magnetico terrestre e la ionosfera. I progetti AWESOME di Stanford e INSPIRE della NASA rappresentano una inesauribile fonte di approfondimento scientifico.

Qualche spunto per scendere sotto i 150 kHz

Ogni tanto il gruppo di discussione it.hobby.radioascolto offre spunti davvero interessanti. Devo dire che, essendo i suoi frequentatori quasi sempre interessati al monitoraggio con lo scanner di frequenze più o meno (cioè meno) autorizzate, il filo dei messaggi è a volte ripetitivo e poco stimolante. I tempi sono quello che sono e tra 0 e 30 MHz si possono ascoltare meno stazioni broadcasting e anche meno traffico utilitario, quindi immagino che ci si dovrà abituare. Va anche aggiunto che l'inesorabile tendenza verso la digitalizzazione delle comunicazioni VHF-UHF (vedi lo standard TETRA e il suo crescente impiego tra le forze dell'ordine, soccorso e pronto intervento, anche in ambiti civili e aeroportuali) determinerà una sostanziale chiusura delle finestre di opportunità e con essa un calo di interesse anche tra gli scanneristi.
Comunque sia, attingendo a qualche recente thread, ecco per esempio qualche link da tener presente sull'argomento ricevitori VLF e più in generale sui front end hardware e software per il sorvegliamento di tutto quello che succede sotto i 150 kHz, fino alle frequenze naturali di poche decine di Hertz. Rispondendo a una domanda su come procurarsi un ricevitore già pronto (in effetti non tutti devono essere necessariamente versati nell'assemblaggio dei kit ELF-VLF che si possono trovare su Internet), Paolo Zaffi, Gigi e Sommergibile mettono insieme una piccola raccolta di segnalazioni che può essere utile per chi dà la caccia a questa particolare porzione dello spettro.
Paolo Zaffi, I4EWH, ha realizzato un sito pieno di suggerimenti, con diversi schemi di antenne e convertitori. Anche il sito di "schemi utili e belli" di Somemrgibile, include, tra gli altri, un converter tra 0 e 500 kHz. Ma non bisogna dimenticare che con l'aiuto di software come Spectrum Lab o i programmi sviluppati da Alberto di Bene, è possibile monitorare sotto i 24 khz direttamente dall'ingresso di una scheda audio per pc. Lo stesso approccio, ma con una antenna loop usata per pilotare direttamente l'ingresso di un poligrafo
(il principio è lo stesso, il software prende il posto del poligrafo) si trova qui.
Con qualche ricerca su Internet si incontrano diversi progetti e kit commerciali, come questo
o il più famoso di tutti - consigliato insieme agli altri materiali formativi e di supporto nell'ambito del progetto Inspire della Nasa - il VLF-3 . Un ricevitore disponibile già montato è quello che si trova descritto su Auralchorus, ma copre fino ai 15 kHz ed è specializzato per l'ascolto e il tracciamento di fenomeni come i whistlers.

Un lunghissimo augurio in codice Morse

Se avete una antenna discreta (ma in teoria uno può anche fare delle prove con un pezzo di filo, badando a evitare fonti di corrente e cariche elettrostatiche) ecco un divertente esperimento natalizio di ricezione "senza radio" che funge al tempo stesso da lezione di SDR e di scienza delle sorgenti radio naturali. La mattina della vigilia, il 24 dicembre alle 08.00 utc, entra in funzione - come avviene periodicamente - l'alternatore Alexander della stazione radiotelegrafica svedese Varberg di Grimeton. L'impianto, unico al mondo e oggi patrimonio dell'umanità certificato dall'Unesco, era stato inaugurato nel 1924, con antenne montate su sei pali di 127 metri ciascuno, per la trasmissione di telegrammi a lunga distanza. In epoca recente, l'Associazione Alexander e i radioamatori svedesi hanno restaurato la stazione, che può essere visitata dal pubblico e ogni tanto organizzano una trasmissione speciale sull'inedita frequenza di 17,2 kHz, con nominativo SAQ.

Questa frequenza bassissima rientra nei limiti di banda di una scheda audio per personal computer. Il che significa che il segnale è ricevibile senza altri intermediari, equipaggiando il computer stesso con un software di demodulazione come Winrad di Alberto Di Bene (che ringrazio per la segnalazione del prossimo evento SAQ) e attaccando l'antenna direttamente all'ingresso line in della scheda. Per avere un'idea del tipo di ricezione (ovviamente in codice Morse) accludo qui una videata realizzata con Winrad e pubblicata sul sito di Alberto dove trovate anche l'audio della trasmissione del 9 febbraio scorso. Mi farebbe piacere pubblicare i risultati delle vostre prove del 24 dicembre, come formula beneagurale per il 2007.

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