Frequenze estremamente basse (ELF) e collocazione nello spettro EM

La risonanza di Schumann rientra nella banda delle frequenze estremamente basse (ELF, extremely low frequency), che l'Unione internazionale delle telecomunicazioni (ITU) definisce come 3–30 Hz; in fisica dell'atmosfera, però, le ELF si intendono comunemente in senso più ampio, fino a ~3 kHz. I modi della risonanza di Schumann si trovano all'incirca tra 7 e 45 Hz. È l'estremo inferiore dello spettro elettromagnetico, ben al di sotto delle onde radio e di molti ordini di grandezza sotto la luce visibile.

In questa banda le lunghezze d'onda sono enormi. A frequenze di qualche hertz o di alcune decine di hertz raggiungono decine di migliaia di chilometri, cioè dimensioni paragonabili a quelle del pianeta stesso. È proprio questo a permettere la formazione di onde stazionarie globali: l'onda «ci sta» attorno all'intera Terra. Le onde ELF, inoltre, si propagano con un'attenuazione molto bassa su distanze immense, tanto che un singolo fulmine intenso ai tropici è rilevabile dall'altra parte del mondo.

Per confronto: le normali trasmissioni radio AM lavorano a centinaia di kHz, le reti mobili tra centinaia di MHz e qualche GHz – frequenze da cinque a nove ordini di grandezza più alte della RS. Le risonanze di Schumann non sono quindi un «segnale radio» nel senso comune, ma oscillazioni molto lente del campo elettromagnetico su scala planetaria Price 2016Sentman 1995. Le misure nella banda ELF richiedono perciò antenne speciali e ricevitori sensibili Tatsis 2024.