Dutina Zem–ionosféra ako globálny rezonátor

Dutinou Zem–ionosféra (Earth–ionosphere cavity) sa rozumie tenká guľová škrupina medzi vodivým zemským povrchom a spodnou hranicou ionosféry. Táto škrupina funguje ako uzavretý rezonátor pre elektromagnetické vlny extrémne nízkych frekvencií.

Obe „steny“ dutiny sú elektricky vodivé: pevný a oceánsky povrch Zeme zdola a ionizovaná vrchná atmosféra (ionosféra) zhora. Medzi nimi je relatívne nevodivý vzduch. Vlna s vhodnou vlnovou dĺžkou sa medzi týmito stenami odráža a po obvode planéty sa vracia sama do seba vo fáze, takže vzniká rezonancia. Spodná hranica efektívneho rezonátora leží rádovo v desiatkach kilometrov nad povrchom a jej výška sa mení s dennou dobou a slnečným ožiarením.

Kľúčové je slovo „stratová“: ionosféra nie je dokonalý vodič, takže časť energie sa pri každom odraze pohltí. Rezonátor je preto silne tlmený, jeho rezonancie sú široké a trochu posunuté oproti ideálnemu prípadu. Budený je nepretržite globálnou bleskovou aktivitou, ktorá dodáva energiu do širokého pásma frekvencií Sentman 1995Price 2016. Geometria a vodivosť stien dutiny priamo určujú, na ktorých frekvenciách rezonancia nastane Schumann 1952.