眼球19Hz、心臓5Hz...共鳴周波数を正しく調整すると、超低周波音は目に見えない形で人を傷つける

人間は色彩豊かな世界に住んでいるだけでなく、環境もさまざまな音で満ちています。音があってこそ、私たちは美しい鳥のさえずりを聞き、感動的な音楽を楽しむことができます。そしてさらに重要なのは、情報は音を通じて伝えられるということです。

さらに、チャウ・シンチーの映画「カンフー」では、女将が恐ろしい獅子咆カンフーを使って、侵入してきた秦の魔殺しの二人組を撃退しました。映画を観た後、疑問が湧いてくる。これほど強力な破壊力を持つ音は何だろうか？

人間の耳が知覚できる音波の周波数は 20 ～ 20,000 Hz です。人間の耳には聞こえない 20,000 Hz 以上の音波は超音波です。 20 Hz 未満の音波は超低周波音の範疇に属します。この分類基準は、電磁波における可視光の分類基準に似ており、どちらも人間の知覚の主観的な基準に基づいて分類されています。すべての音波の中で、ライオンの咆哮のように人体に最も危害を与える可能性があるのは、間違いなくこの記事の主役である超低周波音です。

—— 超低周波音の特徴 ——

音は物体の振動によって生成され、媒体を通じて伝播します。典型的な機械波です。その伝播の本質は、媒体内での機械的エネルギーの伝達です。

超低周波音の周波数定義から、その波長が超音波や可聴音よりも数桁高いことは容易にわかります。このような特性により、超低周波音は水や空気などの媒体によって吸収されにくくなり、特定の大きな障害物の周りで回折することもあります。もちろん、減衰させることは容易ではありません（エネルギーの減衰率は周波数の二乗に反比例します）。音響学では、音波の 2 つの重要な特性は周波数 (Hz) と強度 (dB) であり、超低周波音の減衰率は非常に低いです。たとえば、10 Hz の音波の減衰率はわずか 0.011 dB/km です (空気環境が 30 ℃、湿度 10% の場合)。

自然界では、地震、火山の噴火、津波、隕石の落下、土砂崩れなど、多くの地理的・地質学的現象が典型的な低周波音の発生源であり、これらの現象に伴う低周波音は記録されることが多い。

生物界では、人間は超低周波音を聞くことはできませんが、一部の動物はそれを感知できるだけでなく、それを有効活用しています。この機能は、ゾウ、キリン、クジラなどの大型動物に集中しています。頭蓋骨が広いため耳までの距離が長いため、聴覚範囲は一般に超低周波音の周波数帯まで届きます。

—— 超低周波音と人体 ——

超低周波音が「人を殺す」という描写は多くの文学作品や芸術作品に登場しており、これは共鳴現象の現れである。人体の多くの臓器の固有振動周波数は超低周波周波数範囲内にあり、例えば頭部は8～12Hz、眼球は19Hz、心臓は5Hz、胸腔は4～6Hz、腹腔は6～9Hz、骨盤腔は6Hzです。生体が超低周波音環境にあり、音圧が一定の強度に達すると、その作用周波数が生体の組織や臓器の固有周波数と同じになると共鳴反応が発生します。このとき、超低周波音によって生じる刺激は最も大きくなります。

19Hz のスピーカーを前にすると、音量を 100dB まで上げても、スピーカーから発せられる音は聞こえません。しかし、19Hz は人間の目の共鳴周波数なので、眼球が震えて視界がぼやけてしまいます。しかし、5Hz、177dBの音波にさらされると、呼吸が困難になり、吐き気や嘔吐などの症状が現れ、心臓や肺に一定のダメージを受けます。

超低周波音が人体に及ぼす作用のメカニズムの中で、物理的な共鳴は間違いなく最も重要な要素です。しかし、私たちの一般的な理解とは反対に、超低周波音は、組織構造を損傷したり、細胞の正常な代謝機能や分泌機能に影響を及ぼすなど、生化学的損傷を引き起こす可能性もあります。

有名な絵画「叫び」の中の血のように赤い空とグロテスクに歪んだ線は、登場人物の内面の憂鬱と恐怖を十分に表現しています。近年、歴史資料を検証した学者もおり、実は写実的な要素が強い作品であると考えている者もいる。血のように赤い空は、作家ムンクの頭の中の幻想ではなく、インドネシアのクラカタウ火山の噴火の副産物です。噴出した大量の煙と塵は成層圏まで一気に上昇し、ほぼ地球全体に広がりました。その時の血のような日没は、ヨーロッパの多くの場所で鮮明に記録されています。火山によって発生した超低周波音は、消えるまでに地球を3、4周した。幸運なことに、ムンクはインドネシアから何万キロも離れたところにいました。もし彼が超低周波音に至近距離で遭遇していたら、油絵の登場人物の苦痛は現実の光景になっていただろう。

——超低周波兵器は実現可能か？——

自然界では、極めて強度の高い超低周波音は人体に害を及ぼす可能性があります。武器の製造に使用した場合、貫通力が高く、隠蔽性が高く、有効射程距離が長いなどの利点も得られます。

超低周波兵器は、設計理論に基づいて、一般的に臓器型超低周波兵器と神経型超低周波兵器の 2 つのカテゴリに分類されます。
前者は人体の臓器の周波数に近い超低周波を使用し、臓器に強い共鳴を引き起こし、筋肉のけいれん、臓器の損傷、さらには死に至ります。一方、後者の動作周波数は人間の神経系と一致しており、対象者の精神状態に影響を与え、少なくとも注意をそらす可能性があり、最悪の場合、意識喪失、ショック、失神を引き起こす可能性があります。

しかし、なぜこの奇跡的な殺傷力を持つ兵器がこれまで実戦で使われなかったのでしょうか?超低周波兵器は理論的には問題ないが、その効果は理想的ではないかもしれない、と言うべきだろう。確かに、防護装甲や、強固な鉄筋コンクリートの建物さえも貫通することができます。しかし、上で定義したように、超低周波音は非常に遠くまで伝播するため、物体にエネルギーを伝える効率が非常に悪く、長距離にわたって狭いビーム幅を維持することが困難です。入力電力コストと実現効果の両方を考慮すると、超低周波兵器の費用対効果は間違いなく低く、大規模な実戦投入は困難です。

軍事分野では、超低周波音波は一般に核爆発の監視や砲兵の配置に利用されています。国連包括的核実験禁止条約機構（CTBTO）は、さまざまな国の核実験を監視するために、0.01～20Hzの周波数をカバーする超低周波音監視ステーションのネットワークを世界中に構築しました。中国科学院音響研究所も、多くの機関と協力し、中国国内に広く分散した大気低周波音監視アレイ ネットワークを構築しました。

第二次世界大戦の頃には、現代の超低周波音測位技術の原型が登場しました。敵の砲兵陣地が隠れた谷や掩蔽壕に位置している場合、レーダーや電磁波に基づくレーザーベースの探知技術を使用しても、それを探知することは困難です。しかし、発射時に銃口から発生する超低周波音は検出を逃れることはできず、分析後に発射地点の位置を知ることができる。

—— 超低周波音が役立つ場面 ——

超低周波音は地震予防や防災に広く利用されています。例えば、地震と火山という 2 つの典型的なシナリオでは、それはかけがえのない指標および予測的意義を持ちます。

超低周波音と地震。大気低周波音と地震現象の間には強い相関関係があります。地震が超低周波音を誘発するだけでなく、地震の前に超低周波音の異常が発生することもあります。研究者らは広帯域センサーアレイを使用して広域配信ネットワークを形成し、超低周波音信号の波形とスペクトルを観測・分析した。研究者らは、この現象が地震現象と密接に関連しており、通常は1つまたは複数の断続的なパターンのグループとして現れ、その周波数は主に0.001Hzから0.02Hzの間であることを発見した。

しかし、地震によって放出されるエネルギーが非常に大きく、放射面積が非常に大きい場合にのみ、異常な信号特性を持つ超低周波音を生成するのに十分です。また、地質構造や形成メカニズムなどの要因により、地震の発生にはそれぞれ個別の違いがあります。超低周波音は、正確な従来の予測方法となるにはまだ不十分です。しかし、超低周波音波の監視は、特に大地震の場合には、地震解析にとって間違いなく実用的な重要性を持っています。余震による二次被害を回避するための強力な対策です。

超低周波音の地震探査への貢献は、上記の方法をはるかに超えています。たとえば、アメリカ地球物理学連合 (AGU) の研究では、地震によって発生する超低周波音が大気電離層内の全電子質量に乱れを引き起こす可能性があることが示されています。このモデルは地震事象とよく適合しており、両者の対応関係を明らかにしています。

超低周波音と火山の噴火。一般的に、火山の噴火が激しいほど、地震前の異常な低周波音の振幅は大きくなります。地震波（超低周波音）や地震の継続時間を観測することで、火山の内部構造をある程度把握し、火山の噴火時期を予測することができます。 2010 年、イタリアのエトナ山の 57 回の噴火が、超低周波音センサーの配列を使用して正確に予測されました。シンガポールの南洋理工大学も、東南アジアの異常な火山活動を監視するために超低周波音アレイをネットワーク化している。

超低周波音技術は、地震予防や災害軽減に欠かせない役割を果たすだけでなく、岩石圏、海洋圏、さらには大気圏の探査や分析から、石油やガスのパイプライン、橋梁、トンネルの検出や位置特定まで、科学研究や産業にも頻繁に登場しています。生産においては、ボイラー清掃用の超低周波粉塵除去や鋼線の超低周波冷却にもよく使用されます。これらの方法には、一般的にエネルギー消費量が少なく、汚染がないという利点があります。

超低周波音には多くの応用分野があります。つまり、波長が長く、減衰しないという特性により、独特の魔法の力を発揮しているのです。テクノロジーが統合され進化し続けるにつれて、恐ろしい超低周波音兵器が必ずしも登場するわけではないかもしれませんが、工学科学の分野における超低周波音の役割は間違いなく拡大するでしょう。