Que tipo de sinais sísmicos os fãs de Taylor Swift enviaram em um show em Los Angeles?
Crédito:Unsplash/CC0 Domínio Público Seattle pode ter experimentado seu próprio Swift Quake em julho passado, mas em um show em agosto de 2023, os fãs de Taylor Swift em Los Angeles deram aos cientistas muitos tremores para refletir.
Após algum debate, uma equipe de pesquisa liderada por Gabrielle Tepp, da Caltech, concluiu que provavelmente foram os movimentos de dança e saltos do público no SoFi Stadium - e não as batidas musicais ou reverberações do sistema de som - que geraram os distintos tremores harmônicos do concerto.
Em seu estudo em Sismological Research Letters , Tepp e colegas mostram como foram capazes de identificar a assinatura sísmica de canções individuais e determinar a força do tremor de cada canção.
Eles ainda têm alguns dados sobre como o show de Swift se compara - isto é, sismicamente - em relação a outros shows SoFi do verão de 2023, incluindo Metallica, Beyoncé e Morgan Wallen.
O terremoto de Seattle Swift levou o Escritório de Serviços de Emergência da Califórnia a solicitar aos operadores de redes sísmicas do estado se alguma pesquisa interessante poderia ser gerada nas datas dos shows de Swift em agosto em Los Angeles. Os colegas de Tepp instalaram fortes sensores de movimento no Estádio SoFi, analisando dados coletados por esses dispositivos junto com dados de estações de rede sísmica regional permanentes próximas.
Pesquisas anteriores mostram que o "tremor de concerto" pode ser registrado como sinais de longa duração com banda estreita, picos de frequência harmônica entre 1 e 10 hertz. Este tipo de sinal de baixa frequência se parece com o tremor harmônico registrado em fontes naturais, como vulcões, e fontes humanas, como trens.
Um dos objetivos da equipe de pesquisa era encontrar uma maneira de extrair os sinais de tremor do concerto a partir de espectrogramas. Espectrogramas são gráficos que mostram a intensidade de várias frequências de sinal ao longo do tempo. Eles são frequentemente usados para exibir frequências de ondas sonoras, mas também podem ajudar os sismólogos a visualizar sinais registrados por sismômetros e outros instrumentos.
Para Tepp, que estudou vulcões e também é músico, os dados do concerto foram uma grande oportunidade para testar métodos de detecção de sinais sísmicos em espectrogramas. "Para terremotos, na maioria das vezes eles são bastante nítidos e fáceis de identificar com formas de onda, mas quando você tem algo como vulcões onde há uma variedade tão grande de sinais, os espectrogramas podem ser realmente úteis para ajudar a identificar os diferentes tipos de sinais", explicou ela.
Cada música do Swift tinha um sinal de tremor distinto, descobriram os pesquisadores. Para o show de Swift em 5 de agosto de 2023, Tepp e colegas conseguiram identificar 43 das 45 músicas tocadas nos espectrogramas gravados.
Eles também calcularam a energia irradiada de cada música e interpretaram esse número em termos da magnitude local de um terremoto que teria irradiado a mesma energia. As canções variaram consideravelmente em magnitude, com "Shake It Off" atingindo a maior magnitude local de 0,851.
"Tenha em mente que esta energia foi liberada durante alguns minutos, em comparação com um segundo para um terremoto desse tamanho. Com base na força máxima do tremor, o tremor mais forte foi equivalente a um terremoto de magnitude -2", disse Tepp.
Mas de onde veio todo esse tremor harmônico? “Meu pressentimento era que se você tivesse um sinal harmônico agradável como esse, teria que ser da música, dos instrumentos ou algo assim”, disse Tepp.
Em vez disso, os investigadores descobriram que a melhor explicação dos seus dados era que o movimento da multidão de mais de 70.000 pessoas causou o tremor harmónico. Para confirmar isso, os cientistas realizaram alguns experimentos próprios. Eles tocaram músicas em um alto-falante portátil próximo a um forte sensor de movimento. Tepp também conectou seu baixo ao alto-falante e tocou uma batida simples e repetitiva. Ela até pulou para cima e para baixo ao lado do sensor enquanto curtia “Love Story” de Swift.
Os dados experimentais confirmaram que era o movimento e não a música que criava o tremor harmônico. “Mesmo que eu não fosse muito bom em ficar no mesmo lugar – acabei pulando em um pequeno círculo, como em um show – fiquei surpreso com a clareza do sinal”, disse Tepp.
Tepp ficou surpreso ao ver que as batidas do baixo "não emitiam um sinal harmônico, embora fossem mais precisas na batida do que meus pulos".
Ela acha que isso pode ter mais a ver com o formato do sinal – as batidas do baixo têm um formato mais redondo e emergente do que o “pico” de um salto – em relação ao espaço entre cada batida ou salto. Esta relação “poderia ter implicações na razão pela qual alguns sinais sísmicos aparecem como harmónicos nos espectrogramas, enquanto outros semelhantes não”.
Os pesquisadores usaram dados extraídos das estações da rede sísmica regional para observar o tremor criado pelas outras atrações principais do verão na SoFi. Alguns dos dados mais interessantes vieram do show do Metallica.
“Outros shows tiveram bons sinais harmônicos em linha reta, mas os sinais do show do Metallica eram inclinados e pareciam meio estranhos”, disse Tepp. "Ainda não temos uma boa explicação para isso."
Uma explicação pode ser encontrada no fato de que a taxa de batida das músicas de Swift não varia muito entre as apresentações ao vivo e as do álbum, mas as taxas de batida do Metallica “estão em todo o mapa”, observou ela. Os vídeos dos shows também destacam as diferenças entre os shows altamente coreografados de Swift e os membros do Metallica vagando pelo palco.
“Os próprios sinais de tremor provavelmente vêm do público, mas se a banda varia a batida ou a velocidade das músicas à medida que avança, talvez o público esteja reagindo de forma diferente”, sugeriu Tepp.
O Metallica também “teve os sinais mais fracos em termos de magnitude mais forte em cada show”, disse ela.
“Os fãs de metal gostam muito de bater cabeça, então não estão necessariamente quicando”, acrescentou Tepp. “Pode ser que a maneira como eles se movem não crie um sinal tão forte”.
