Infraschall ist Schall, dessen Frequenz unterhalb der menschlichen Hörfläche, also unterhalb von 16 Hz liegt. Infraschall kommt überall in der natürlichen Umgebung vor, wird aber auch künstlich erzeugt, beispielsweise im Verkehrswesen oder durch technische Geräte.[1]
Manche Tiere wie etwa Elefanten, Giraffen und Blauwale (im Wasser haben Infraschallwellen eine besonders hohe Reichweite) können Schall in einem Teil dieses Frequenzspektrums wahrnehmen und nutzen diese Laute wahrscheinlich auch zur Kommunikation. Besonders Infraschallwellen sehr tiefer Frequenz breiten sich gut über große Entfernungen aus.
Auch wenn Menschen Infraschall kaum ohne Hilfsmittel hören können, ist er bei hohem Schalldruck wahrnehmbar. Die Wahrnehmungsschwelle steigt mit sinkender Frequenz von etwa 90 dB bei 10 Hz auf über 120 dB bei 1 Hz.[2] Wegen der unterschiedlichen Lage der Hörschwelle bei verschiedenen Menschen kann ein für manche unhörbarer tiefer Ton anderen Personen lästig erscheinen. Zusätzlich können insbesondere die tieffrequenten Vibrationen (Erschütterungen) bei hohem Schalldruck gefühlt werden.
Eine schädigende Wirkung auf Gehör, Gleichgewichtsorgane, Lunge oder innere Organe ist unterhalb eines Schalldruckpegels von 170 dB strittig,[3] zumal die Schmerzgrenze[4] individuell verschieden ist.
Auch unterhalb dieser extrem hohen Pegel sind, wie bei jeder Schalleinwirkung, psychische Auswirkungen (insbesondere Abnahme der Konzentrationsfähigkeit oder erhöhte Blutdruckwerte) möglich.[5]
Dass Infraschall bei Menschen unbestimmte Angst hervorruft, wird immer wieder berichtet und ist im folgenden Abschnitt belegt.
Am 31. Mai 2003 führte eine Gruppe von britischen Wissenschaftlern um Richard Wiseman[6] ein Massenexperiment durch, bei dem sie 700 Menschen mit Musik beschallten. Diese war mit einer 17-Hz-Sinusschwingung von 90 dB[7] angereichert und von einem Subwoofer mit einer Langhubmembran erzeugt. Dies entspricht in etwa der 10.000-fachen Schallintensität im Umkreis einer Windkraftanlage und liegt auch deutlich über der menschlichen Wahrnehmbarkeitsschwelle, die bei dieser Frequenz bei 77 dB liegt. Durch die laute Musik wurde die Wahrnehmbarkeit abgemildert, wobei dennoch viele Teilnehmer den Infraschall erkennen konnten.[8] Der Subwoofer wurde in einer sieben Meter langen Kunststoffröhre, wie sie im Kanalisationsbau verwendet wird, so aufgestellt, dass er die Gesamtlänge der Röhre im Verhältnis 1:2 teilte. Das experimentelle Konzert (mit dem Titel Infrasonic), aufgeführt in der Londoner Konzerthalle Purcell Room, bestand aus zwei Aufführungen mit je vier Musikstücken. Je zwei der Musikstücke waren mit dem beschriebenen 17-Hz-Ton unterlegt. Um die Testresultate von den Musikstücken unabhängig zu machen, wurde der 17-Hz-Ton in der zweiten Aufführung gerade unter diejenigen zwei Stücke gelegt, die in der ersten Aufführung frei davon waren. Den Teilnehmern wurde nicht mitgeteilt, welche der Stücke den Ton enthielten. Wurde der Ton gespielt, berichtete eine Zahl von Befragten (22 %) von Beklemmung, Unbehagen, extremer Traurigkeit, Reizbarkeit verbunden mit Übelkeit oder Furcht, einem „Kalt den Rücken runterlaufen" und Druck auf der Brust. Jedoch ist nicht berichtet, welcher Anteil der Befragten diese Symptome in der Kontroll-Situation erlebten.[9][10][11] Als diese Ergebnisse der British Association for the Advancement of Science präsentiert wurden, sagte einer der verantwortlichen Wissenschaftler: „Diese Ergebnisse legen nahe, dass Klänge niedriger Frequenz bei Menschen ungewöhnliche Erfahrungen auslösen können, selbst wenn sie Infraschall nicht bewusst wahrzunehmen vermögen."
Infraschall mit Frequenzen oberhalb von etwa 5 bis 10 Hz lässt sich bei Pegeln >20 dB mit normaler Messtechnik visualisieren.[12] Starke Quellen von Infraschall mit sehr tiefen Frequenzen lassen sich häufig durch im Hörbereich liegende Oberwellen lokalisieren. Weniger starke Quellen erfordern jedoch spezielle Sensoren: Herkömmliche Mikrofone reichen aufgrund ihrer unteren Grenzfrequenz nicht in den Infraschallbereich für Frequenzen <5 Hz hinein, während übliche Drucksensoren für die meisten Anwendungen zu unempfindlich sind bzw. nicht genügend schnell reagieren (5 Hz erfordern eine Auflösung von weniger als 0,1 Sekunden). In der Regel wird der Bereich von 8 Hz bis etwa 40 Hz betrachtet.[13]
Infraschallmessmethoden wurden beispielsweise auch entwickelt, um Atomwaffentests zu registrieren (siehe IMS-Überwachungsnetz).
Spezielle Geräte für Untersuchungen in der Erdatmosphäre sind Mikrobarometer. Sie unterscheiden sich von Barometern insofern, als sie durch eine Überströmöffnung vor Überlastung durch meteorologische Schwankungen des Luftdrucks geschützt sind. Dafür messen sie schnellere Druckänderungen ab 0,01 bis 0,1 Hz umso empfindlicher. Über sternförmig ausgelegte Schläuche werden mehrere Messpunkte kombiniert, um durch Mittelwertbildung Störungen zu kompensieren. Das funktioniert über Bereiche, die kleiner sind als die halbe Wellenlänge. Über größere Bereiche lassen sich Signale kombinieren, indem von der Einfallsrichtung abhängige Laufzeitunterschiede per elektronischer Datenverarbeitung berücksichtigt werden, siehe Phased-Array-Antenne.
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Im Rahmen der Überwachung des Kernwaffenteststopp-Vertrags (CTBT) soll ein weltweites, international betriebenes Netz von Stationen (IMS) dafür sorgen, dass keine nukleare Sprengung unter der Erde, unter Wasser, in der Erdatmosphäre oder im Weltraum unentdeckt bleibt. Zu diesem System sollen auch 60 Stationen zur Messung von Infraschall gehören. Die mit diesen Stationen gewonnenen Daten eröffnen ein neues Aufgaben- und Forschungsgebiet, dessen Schwerpunkt auf der Detektion, Lokalisierung und Identifizierung von Infraschallquellen liegt.
Im Bayerischen Wald, nahe der Grenze zu Österreich und zur Tschechischen Republik, ging im Oktober 1999 die erste Messanlage (IS26) mit insgesamt fünf Stationen in Betrieb, die alle technischen Spezifikationen einer Infraschallstation des weltweiten Überwachungsnetzes erfüllt. Bei der Auswahl des Standorts wurde berücksichtigt, dass sich in diesem Gebiet bereits die aus 25 Einzelstationen bestehende seismische Messanlage PS19 befindet, die zum internationalen seismischen Kontrollnetz gehört.
Zusätzlich zu den fest installierten Infraschallstationen stehen vier mobile Infraschall-Messanlagen zur Verfügung, um an beliebigen Orten Infraschallmessungen durchführen zu können. Eine erste Bewährungsprobe bestanden diese Systeme im Mai 2002 bei einem Einsatz bei Blaubeuren, als es um die Klärung des Zusammenhangs zwischen Infraschall und dem Brummton-Phänomen ging.[15]