На 27 август 1883 г. Земята изрева по-силно, откогато и да било оттогава. Това се случва в 10:02 сутринта местно време, когато звукът се появява от остров Кракатау, който се намира между Ява и Суматра в Индонезия. Чува се на 2000 километра в Андаманските и Никобарските острови („чуват се необикновени звуци като от стрелба на оръжия“); 3600 километра в Нова Гвинея и Западна Австралия („поредица от силни доклади, наподобяващи тези на артилерия в северозападна посока“); и дори на близо 5000 километра на остров Родригес в Индийския океан, близо до Мавриций („идващ от изток, като далечен рев на тежки оръдия.“) Общо взето, това е чуто от хора в над 50 различни географски местоположения, заедно обхващащ площ, покриваща една тринадесета от земното кълбо, пише Nautilus.
Помислете за момент за какво говорим. Ако сте в Бостън и някой ви каже, че е чул звук, идващ от Ню Йорк, вероятно ще го помислите за луд. Но Бостън е само на около 320 километра от Ню Йорк. Това, за което говорим тук, е като да сте в Бостън и ясно да чувате шум, идващ от Дъблин, Ирландия. Пътувайки със скоростта на звука (1233 километра в час), шумът отнема около 4 часа, за да измине това разстояние. Това е най-далечният звук, който някога е бил чуван в документираната история.
И така, какво би могло да създаде такъв разтърсващо силен взрив? Вулкан на Кракатау току-що е изригнал с толкова голяма сила, че разкъсва острова, бълвайки дим на 44 километра в атмосферата, описва явлението геолог, който е бил свидетел на явлението. Тази експлозия създава смъртоносно цунами с вълни над 30 метра височина. 165 крайбрежни села и селища са пометени и напълно унищожени буквално в един миг. Като цяло холандците (колониалните владетели на Индонезия по това време) оценяват броя на загиналите на 36 417, докато според други оценки броят им надхвърля 120 000.
Британският кораб Norham Castle е бил на 64 километра от Кракатау по време на експлозията. Капитанът на кораба записал в дневника си: „Толкова жестоки са експлозиите, че тъпанчетата на повече от половината ми екипаж са разбити. Последните ми мисли са със скъпата ми съпруга. Убеден съм, че Денят на Страшния съд е настъпил.
Научното обяснение на звука
Като цяло звуците не се причиняват от края на света, а от колебания във въздушното налягане. Барометър в газовите заводи в Батавия (на 160 километра от Кракатау) изчисляма, че звукът е бил 172 децибела, което е невъобразимо силен шум. За да поставим това в контекст – ако работите с ударен чук, ще бъдете подложени на около 100 децибела. Човешкият праг на болка е близо 130 децибела и ако сте имали нещастието да стоите до реактивен двигател, ще изпитате звук от 150 децибела. Нещо повече – увеличението с 10 децибела се възприема от хората като звучащо приблизително два пъти по-силно. Експлозията на Кракатау регистрира 172 децибела на 160 километра от източника. Това е толкова удивително силно, че се приближава до границите на това, което имаме предвид под „звук“.
Когато си тананикате нота или произнасяте дума, вие мърдате въздушни молекули напред-назад десетки или стотици пъти в секунда, което кара въздушното налягане да бъде ниско на някои места и високо на други места. Колкото по-силен е звукът, толкова по-интензивни са тези движения и толкова по-големи са колебанията във въздушното налягане. Но има ограничение за това колко силен може да стане един звук. В даден момент колебанията във въздушното налягане са толкова големи, че областите с ниско налягане достигат нулево налягане – вакуум, и не можете да стигнете по-ниско от това. Тази граница се оказва около 194 децибела за звук в земната атмосфера. По-силно и звукът вече не просто преминава през въздуха, той всъщност избутва въздуха заедно с него, създавайки изблик на движещ се въздух под налягане, известен като ударна вълна.
По-близо до Кракатау звукът е доста над тази граница, произвеждайки въздушен взрив с високо налягане, толкова силен, че разкъсал тъпанчетата на моряците на 64 километра разстояние. Когато този звук изминал хиляди километри, достигайки Австралия и Индийския океан, люлеенето на налягането започва да затихва, звучейки повече като далечен изстрел. На около 4800 километра в своето пътуване вълната от натиск става твърде тиха, за да я чуят човешките уши, но продължава да се движи напред, отеквайки дни наред по цялото земно кълбо. Атмосферата звъни като камбана, незабележима за нас, но доловима от нашите инструменти.
Експлозията на Кракатау регистрира 172 децибела на 160 километра от източника. Това е толкова удивително силно, че се приближава до границите на това, което имаме предвид под „звук“.
До 1883 г. метеорологичните станции в десетки градове по света използват барометри за проследяване на промените в атмосферното налягане. Шест часа и 47 минути след експлозията на Кракатау в Калкута е засечен скок на атмосферното налягане. До 8 часа пулсът достига Мавриций на запад и Мелбърн и Сидни на изток. До 12 часа Санкт Петербург забелязва пулса, последван от Виена, Рим, Париж, Берлин и Мюнхен. До 18 часа импулсът е достигнал Ню Йорк, Вашингтон и Торонто. Учудващо, в продължение на цели 5 дни след експлозията, метеорологичните станции в 50 града по света наблюдават този безпрецедентен скок в налягането, който се появява отново като по часовник, приблизително на всеки 34 часа. Приблизително толкова време отнема на звука да обиколи цялата планета.
Като цяло вълните на налягане от Кракатау обиколят земното кълбо три до четири пъти във всяка посока. Всеки град е усетил до седем пика на налягането, защото е преживял шокови вълни, движещи се в противоположни посоки от вулкана. Междувременно приливни станции до Индия, Англия и Сан Франциско измерват повишаване на океанските вълни едновременно с този въздушен импулс, ефект, който не е виждан досега. Това беше звук, който вече не можеше да се чуе, но който продължаваше да се движи по света – феномен, който хората нарекоха „голямата въздушна вълна“.
Наскоро невероятно домашно видео на вулканично изригване, заснето от двойка на почивка в Папуа Нова Гвинея, започна да обикаля интернет. Ако гледате внимателно, това видео ви дава представа за вълната налягане, създадена от вулкан.
Когато вулканът изригне, той предизвиква внезапен скок на въздушното налягане; всъщност можете да наблюдавате как се движи във въздуха, кондензирайки водни пари в облаци, докато пътува. Хората, които заснемат видеото, за щастие са достатъчно далеч, така че вълната на натиск отнема известно време, за да достигне до тях. Когато най-накрая удря лодката, около 13 секунди след експлозията, чувате нещо, което звучи като огромен изстрел, придружен от внезапен въздушен взрив. Умножаването на 13 секунди по скоростта на звука ни казва, че лодката е била на около 4,4 километра от вулкана. Това е донякъде подобно на това, което се случва в Кракатау, с изключение на това, че „изстрелът“ в този случай можеше да се чуе не само на 4, а на 4000 километра разстояние – умопомрачителна демонстрация на огромната разрушителна сила, която природата може да отприщи.