在外行看來，土壤似乎只是一層或緻密，或疏鬆的泥土。但事實上，土壤是一個迷宮般的複雜景觀，裡面既有隧道、空洞，也有樹根和腐爛的凋落物。蚯蚓、蠐螬和樹根等，無時不刻不在我們腳下的土壤中翻找着，併發出“刺耳”的聲音。直到不久前，科學家才開始聆聽這些聲音，希望能夠更好地了解地下的生命世界。
馬庫斯·梅德是一位聲音藝術家兼聲景生態學家，他第一次將噪音傳感器插到地里時，只是一時興起。當時他坐在一處高山草甸上，突發奇想，把一個特製的麥克風插進了土壤里，“純粹只是好奇”。
很顯然，當時的他還沒有準備好面對即將淹沒耳機的嘈雜聲。“這些聲音非常奇怪，有噔噔聲、啾啾聲，還有刮擦聲。你需要一個全新的詞彙來描述它。”梅德意識到，他正在偷聽生活在土壤里的生物。
土壤中充滿了像跳蟲這樣的微小生物，它們都能發出獨特的聲音，而科學家們才剛剛開始了解這些聲音。
生態學家們很早就知道，我們腳下的土地也是眾多生命的家園，甚至可以說是地球上生命種類最多的地方。在外行看來，土壤似乎只是一層或緻密，或疏鬆的泥土。但事實上，土壤是一個迷宮般的複雜景觀，裡面既有隧道、空洞，也有樹根和腐爛的凋落物。
僅在一杯泥土中，研究人員就統計出了1億種生命形式，屬於5000多個分類單元。這些地下居民包括微生物和真菌，以及鉛筆尖大小的跳蟲（又稱彈尾蟲）和蟎蟲，還有蜈蚣、蛞蝓和可以長到數米長的蚯蚓。此外，我們有時還會見到鼴鼠、老鼠和兔子，它們至少有一部分時間生活在地下隧道和洞穴中。
這個數量代表了驚人的生物多樣性。對人類來說，這種生物多樣性至關重要——這些地下群落構成了地球上生命的大部分基礎，從我們吃的食物到我們呼吸的空氣，都與此息息相關。
如今，土壤生物聲學——有些人更喜歡用“生物振動學”或“土壤生態聲學”這樣的術語——已經成為一個相對較新的研究領域，越來越多的生物學家正嘗試聆聽來自地下的聲音，希望以此進入這個複雜而神秘的世界。他們發現，如果配備了合適的傳感器，一根金屬釘插入泥土的金屬釘就能變成一根倒置的天線，捕捉到土壤中嘈雜的聲音。聽得越多，研究人員就越能清楚地認識到，我們腳下的大地是多麼的富有生機。
“竊聽”地下的雜音，不僅能揭示土壤中的各種生命形式，還能了解它們的生存方式，包括如何進食或狩獵，如何悄無聲息地滑過彼此，或是通過擊打、敲擊、鳴唱等方式，來引起對方的注意。地下生命世界“是一個黑匣子”，當我們打開它時，才會意識到自己知道的太少了。
了解地下生命世界之所以很重要，是因為土壤生態學至關重要。土壤有助於營養元素，如碳、氮、磷和鉀的轉化，這些元素為植物提供養分，為森林提供食物，或者向空氣中注入氧氣，讓我們能夠呼吸。在土壤生態學中，幾乎每一個環節都涉及到蚯蚓、蠐螬、真菌、細菌和其他分解者。
每一種土壤生物都有自己的音軌。咀嚼植物根部的昆蟲幼蟲會在咬斷食物纖維時發出短促的咔噠聲。蚯蚓在爬過地下“隧道”時會發出沙沙聲，植物根系穿過土壤顆粒時也會發出這樣的聲音，但根系的移動速度比蚯蚓慢得多，節奏也更為穩定。通過區分這些聲音，土壤聲學可以為一些我們目前還無法回答的問題提供線索。比如，植物根系的生長是在什麼時候？是在晚上嗎？還是白天？或者只在下雨的時候？
生活在納米比亞納米布沙漠的金鼴鼠，其耳朵里的聽小骨變大，也許是為了幫助它們在沙丘里“游泳”時聽到獵物的聲音。
與其他生物相比，人類對這些地下音樂明顯有些後知後覺。我們經常可以看到鳥兒歪着頭在草坪上跳躍。研究人員認為，這是因為它們在側耳傾聽地下蚯蚓或昆蟲幼蟲的聲音。它們常常會在恰當的時機啄開土壤，捕食毫無防備的獵物。
北美的木雕水龜則會利用蚯蚓對雨點振動的注意力，它們在地面上跺腳，以模仿這種聲音，從而使蚯蚓爬出地面，成為一頓美餐。
地下振動在發出信號的過程中可能也發揮着關鍵作用。科學家認為，生活在地下洞穴里的鼴鼠，會通過用頭或腳撞擊隧道牆壁來與附近的其他鼴鼠交流。切葉蟻被觀察到在巢穴塌陷並被掩埋時會發出噪音，吸引其他工蟻趕到現場，開始挖洞並營救同伴。
有些地下聲音可以被人耳聽到，但許多聲音的頻率（和音量）過高或過低，是我們聽不到的。為了捕捉這些信號，研究人員使用了壓電傳感器等工具。這種傳感器的工作原理類似於夾在吉他上的接觸式麥克風，它們被固定在一根插在地下的金屬釘子上——長度有時可達30厘米。研究人員將這些傳感器探測到的振動轉換成電子信號並放大，成為人類所能夠聽到的聲音。
卡洛琳-莫妮卡·戈蕾斯是德國蓋森海姆大學的景觀生態學家，在對地下噪音的研究中，她被其中所蘊含的巨大信息震撼到了。戈蕾斯研究的是蠐螬，一類以植物根係為食的甲蟲幼蟲。她對這些蟲子釋放的氣體——比如甲烷——特別感興趣。生物學家懷疑，這些不同種類的小昆蟲，由於數量過於龐大，會產生大量的氣體排放，從而影響氣候。（據估計，白蟻產生的甲烷排放量約佔全球的1.5%。相比之下，煤炭開採的碳排放量為5%至6%。）
蠐螬通過摩擦自己的下顎發出“嘎吱嘎吱”的鳴聲，或許是在向附近的其他同類發出信號。
研究開始時，戈蕾斯感到困難重重。應該如何得知一塊土壤里有多少這樣的甲蟲幼蟲？“傳統方法是把地面挖開，看看裡面有什麼。”她說，“但這麼做的話，一切就都被打亂了。”於是，戈蕾斯騎上自行車，來到她所在城鎮周圍的草地和森林裡，將24個聲波傳感器埋到土壤里，以記錄幼蟲的活動。當她把錄音播放給其他人聽時，“有人說聽起來就像樹木在嘎吱作響，其他人則聽到了砂紙摩擦的聲音”。
戈蕾斯已經了解到，她可以通過不同的聲音模式——類似於地面上蟬和蚱蜢的鳴聲（stridulation）——來區分她所研究的兩種蠐螬，分別屬於五月鰓金龜（Melolontha Melolontha）和大栗鰓金龜（M。 hippocastani）。
蠐螬通過摩擦上顎來發出這些聲音，它們在地下是磨着牙齒互相交談的，鳴聲的美妙之處在於，它們似乎是物種特有的，就像鳥的鳴叫一樣。
一旦幼蟲化蛹，它們就會切換到另一種製造噪音的機制，通過在蛹內旋轉腹部，並撞擊蛹壁發聲。它們這麼做是為了什麼呢？目前尚不清楚。地面上的昆蟲通過鳴聲來吸引配偶，但對於幼蟲來說，“繁殖並不重要”。為了獲得更多信息，戈蕾斯取來這些幼蟲自然棲息地的沙土，裝進容器，再放入胡蘿蔔片，以確保幼蟲的生長，然後將它們帶到實驗室。
有證據表明，豌豆的根會向著流水聲的方向生長。
戈蕾斯注意到，當一隻幼蟲自己獃著時，它很少發出鳴聲；但如果不止一隻幼蟲共用一個容器，它們就會開始“歌唱”，並且十分活躍。據統計，3隻金龜子幼蟲在最初的兩個半小時里一共發出了682次鳴聲。
這些幼蟲發出的鳴聲可能是作為警告，讓彼此遠離。幼蟲是完美的進食機器，它們生活的唯一目的就是獲得生物量。因此，如果有過多幼蟲共享同一塊土壤的話，它們就會開始同類相食。科學家們已經發現了支持這一觀點的證據：幼蟲會改變路線，以避免發出腹部撞擊聲的蛹。
當我們談論聲音時，主要指的是在空氣中傳播的壓力波。當這些波撞擊我們的耳朵時，會振動耳膜，並最終由我們的大腦將這些振動轉化為聲音。但這些波也可以通過其他介質傳播，比如水或土壤。大象就很擅長利用這一點，它們會發出一種低頻的隆隆聲，通過地面傳播，從而能與遠方的同伴保持聯繫，後者會利用腳底接收這些信號。
聲發射也可以同時通過不同的介質傳播。有一種學名為Gryllotalpa major的螻蛄，其雄性會在沙土中挖出角狀的洞穴，並在洞穴里摩擦翅膀，發出刺耳的聲音。這種鳴聲的目的是向在空中飛行的雌性求愛。但與此同時，它們也以振動的方式通過土壤傳播鳴聲，以此警告其他在地下洞穴里的雄性同類。
一些動物的耳朵已經發展出了適應機制，以便更好地捕捉這種經由土壤傳播的振動。納米布沙漠生活着一種金毛鼴科（Chrysochloridae）物種，這是一種小型的、毛茸茸的哺乳動物，晝伏夜行，基本沒有視覺能力。到了夜晚，這種金毛鼴會把頭和肩膀沒入沙子里，像游泳一樣，在沙丘中尋找白蟻。生物學家認為，它這麼做是為了傾聽獵物的聲音。金毛鼴的中耳有一根聽小骨明顯增大，可能有助於它們接收地面傳播的振動，這一過程類似於人類耳朵接收由空氣傳播的聲波。
相比之下，蛇類主要通過下頜的傳感器來接收振動信號。生活在北美的星鼻鼴長着奇怪的鼻子，其鼻尖環繞着22隻觸手，能夠感知振動。許多昆蟲的腿上都有機械力感受器，可以接收地面傳來的振動信號。
地下動物將聲音融入了它們的生活，這是完全說得通的。聲音是一種高速信號，幾乎不需要額外的成本。很顯然，利用聲音進行通信的成本要比產生化學物質（如信息素）少得多。聲音也往往比化學信號傳播得更快、更遠。大象的隆隆聲可以傳播數公里。由地下小昆蟲引起的振動可能只能傳播幾十厘米，但在一個微米尺度的世界里，這已經是一段相當長的距離。
除了動物以外，其他生命形式是否也能感知並利用這些地下的振動？研究人員將一些微小的土壤生物，如跳蟲和土壤蟎類帶入實驗室，對它們進行數小時的記錄，以測試它們單獨或與其他物種組合時會發出多少噪音。他們想知道，真菌能否記錄來自這些微小捕食者的聲音，並遠離它們聚集的場所，因為它們中有一些喜歡以真菌絲為食。
還有一種可能是，真菌可以通過增加孢子來對危險的聲音信號做出反應，這將有助於確保真菌在被吃掉之前儘可能地傳播基因。
目前已經有證據表明，至少有一些植物能夠利用聲音來幫助自己生存。
進化生態學家利用豌豆（Pisum sativum）進行了實驗，讓豌豆的根系在不同的塑料管中生長，所有塑料管都填滿土壤，但有些塑料管的外側又加了一根管子，裡面有水流過；也就是說，這些塑料管里的根系暴露在水流的振動之下。實驗結果表明，豌豆的根系會朝着水流聲音的方向生長，即使水本身並沒有接觸到根系，水分也無法滲入塑料管。
除了為生態學家提供信息，地下聲學還可以幫助我們更好地保護環境，監控每年造成數十億美元損失的害蟲。研究人員在2015年一篇關於食根昆蟲的綜述文章中寫道，早在1478年，“金龜子就對瑞士阿爾卑斯山的高山草甸造成了嚴重破壞，以至於洛桑主教把這些罪行深重的食草動物革除教籍”。近期的一個例子是，葡萄根透翅蛾（Vitacea polistiformis）的侵襲會導致葡萄減產47%。
由於無法準確地查明害蟲的危害情況，土地管理者往往不得不訴諸於地毯式的除蟲方法，用殺蟲劑來對付這些害蟲，但這會殺死地下的所有活物。通常情況下，只處理田地或高爾夫球場的一小部分就足夠了，因為土壤昆蟲往往會聚集在一處。但是，如果想要成功，你就需要知道害蟲在哪裡。
因此，研究人員一直在進行一項實驗，試圖了解土地管理者是否可以將傳感器插入草坪，利用收集到的聲音頻率來確定地下害蟲的危害和種類。儘管這項工作尚未完成，但初步結果表明這是可能的。
然而，令研究人員沮喪的是，他們發現在地下探測到的一切並非都是新奇的，有些聲音熟悉得令人不安。當探測地下的聲音時，能聽到很遠的建築工地和高速公路的聲音。甚至飛機的聲音。
目前科學家還不清楚人類的聲音污染對地下生命有什麼影響，很難相信這會沒有任何影響。
科學家還發現，對於大片的開發土地，地下動物的活動似乎已經開始沉寂下來，特別是在密集耕種的田地里，“一切都變得很安靜”。
地下噪音的減少意味着生物多樣性的減少，進而意味着土壤健康狀況的下降。這與聯合國糧食及農業組織最近的一份報告相吻合。該報告發現，世界上至少有三分之一的土地已經因農業開發而出現了中度退化。
土壤聲學或許能幫助更多的人意識到我們所面臨的風險，地下世界正在失去生機。瑞士啟動了一個公民科學項目，向人們提供聲學傳感器，讓他們親身聆聽地下的生命活動。這些錄音將被匯總，形成一個關於土壤聲音的國家圖書館，以此提高人們保護土壤生物多樣性的意識。