绕了地球4圈的怪声

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  它发出的声音可能是地球有史以来最大的噪音。声音如此响亮,几乎能环绕地球4圈。
  响彻世界的声音
  1883年8月27日,当地时间上午10点02分,一股巨响的声音从印度尼西亚的喀拉喀托岛传出来。
  2000千米外的安达曼和尼科巴群岛的人们听到了不同寻常的声音,他们以为是炸弹发出的爆炸声;3200千米外的新几内亚和西澳大利亚的人也听到了,有人认为应该是有颗大炮弹落在西北方向的地方;远在4800千米外毛里求斯附近的印度洋岛屿上,人们将这个声音描述为来自遥远东方的枪声。总之,50多个不同地理位置的人们相继听到怪异巨响,这个范围加在一起,覆盖了地球面积的1/13了。
  想一想,这是多么的疯狂呀。如果你在广州,有人告诉你,他听到了来自深圳的声音,你可能会觉得他不是在开玩笑,因为广州距离深圳甚至只有200千米远。可是我们在这里说的是,在广州的人能清楚地听到来自北京的响声(广州和北京之间大约2000千米),甚至是比北京还远两倍的地方的响声,你肯定会觉得他是在开玩笑,因为从北京而来的声音需要花约4小时的时间才能传到广州。
  喀拉喀托岛的声音被认为是地球上有历史记录以来听过的最响、传播最遥远的声音。
  谁创造了巨响?
  那么,是什么物体发出这样一个震惊世界的巨响呢?
  它的真实情况是喀拉喀托岛上的火山的猛烈喷发,释放出的能量大约是投掷在日本广岛原子弹释放的能量的1.2万倍。能量如此之巨大,瞬间毁掉了岛上的许许多多的生物。火山冒出的一股股热蒸汽和火山灰云,窜升到80千米的高空中。根据计算,火山喷发物喷出来的速度接近每小时2600千米,这是火山声音传播速度的两倍多。炙热的喷发物沿着山体向外流出,几乎夺走路上遇到的一切生命。
  这场喷发事件在附近海域造成了致命的大海啸,超过30米高的海浪向沿海陆地喷涌而来。附近165个沿海的村庄和居民点或被冲走,或被完全摧毁。人类死伤惨重,许许多多的人类尸体甚至被冲上东非海岸,荷兰政府(印度尼西亚当时的殖民统治者)估计,大喷发造成的死亡人数约为3.6万,但是有人认为远不止这个数目,他们怀疑可能有约12万人失踪和死亡。
  火山大喷发之后,喀拉喀托岛屿逐渐平静下来,但是大约2/3的岛屿消失了,剩下南部一小片地区,残余岛屿原本的地表被盖上了一层厚厚的火山灰“棉被”。直到5年后这里才渐渐恢复生机。
  最后的审判日?
  在火山喷发的时候,有一艘叫做诺勒姆城堡号的英国船只距离喀拉喀托火山只有64千米远。这艘船的船长在他的日志中写道:“如此剧烈的爆炸声,大多数人的耳膜被震破了,头嗡嗡作响,疼痛无比。我相信最后的审判日来临了(审判日指的是基督教中上帝惩罚人类的那天)。”
  我们知道,声音在空气中是以声波的形式传播的,而声波其实是一种压力波。当你哼一个音符或说一句话,你已经将你周围的空气分子振动了数十或数百次,造成空气中一些地方的气压低,另一些地方的气压高。如果是你的声音够响亮,空气分子会振动得更激烈,空气压力波动的幅度更大。我们通过气压计就能知道声波的情况。
  印度尼西亚另一城市——巴达维亚的一家煤气厂(距离喀拉喀托火山160千米)的气压计就记录下了火山喷发时的巨响声。火山喷发后,气压随之飙升,气压计的水银柱急剧上升,波动幅度最大时换算而成的声响约为172分贝,这已经是超乎想象的噪音响度了。
  如果你正在操作一台大型手提钻,你的耳朵听到的声响近100分贝,而人类忍受痛苦的声响极限大约是130分贝。如果你很不幸地站在一个喷气式发动机的旁边,你会经历无法忍受的150分贝的声音。
  但是我们现在知道,喀拉喀托火山喷发时,在距离其160千米之处的声音就达172分贝,这是非常惊人的声响了,比人类所能忍受的极限声响还高了42分贝。它在挑战你耳朵的“声音极限”。
  声响极限
  但是在空气中传播的声音,其声响有一个限制:在某些时候,空气压力的波动非常大,压力低的地区达到的气压甚至为0,也就是真空状态,这已经是极限了,你不能得到比0还低的气压。这个限制使得在地球空气中传播的最大声响为194分贝。超过这个数值的声音,不再只是通过空气传播,实际上声音会推动空气,让空气随着它一起运动,创造一种高压移动的空气,称为冲击波。
  非常靠近喀拉喀托火山的地方,比如64千米外的那艘船所在的位置,声响就超过194分贝这个限制,因此会产生一股特别强大的高压冲击波,船上毫不防备的船员的耳膜被冲击波震破了。这个声音向外传播了数千千米,到达澳大利亚和印度洋,压力波动渐渐减弱,声响也变小,由于高频率的声音在传播过程中逐渐衰减,而低频率的声音衰减很慢,传播的较远,所以,远处的人们听起来有点像是来自远方的炮声和枪声。
  由于人的耳朵只能听到频率在20赫兹到20000赫兹的声音,而低于20赫兹的声音人们就不可能听到了,这就是次声波。超过4800千米的传播距离后,人们已经听不到声音了,但听不到的次声波仍在继续向外传播。在接下里的日子里,次声波回荡于全世界,人类对它毫无知觉,但我们的仪器却检测到了。
  “伟大空气波”
  1883年,全世界数十个城市的气象站的气压计相继记录到了大气压力的变化。喀拉喀托火山爆发6小时47分钟后,印度的加尔各答发现大气压的波动。8小时后,次声波抵达火山西部的毛里求斯和东部的墨尔本、悉尼等地。12小时后,圣彼得堡的气压计注意到了此波动,紧随其后的是维也纳、罗马、巴黎、柏林、慕尼黑等地的气压计。到了18小时,次声波已经到达美国纽约、华盛顿和多伦多。
  令人惊讶的是,火山喷发5天之后,全球50个城市的气象站仍然能观察到这次不可思议的压力波动,它就像是上了发条一样,在地球上来回绕圈圈,大約每34个小时就被一个地方的气压计记录到,这大概是次声波环绕地球一圈所花的时间了。
  喀拉喀托火山产生的次声波在每个方向盘旋地球3~4次(每个城市有7个压力高峰,因为它们经历了来自火山的相反方向的两种声波,一个方向3次,一个方向4次)。与此同时,随着这个空气波动的传播,远在印度、英国和美国旧金山的潮汐站纷纷测量到海洋波浪的上升,这是以前从未见过的连环效应。因此,这个因火山喷发引发的空气压力波动被人们戏称为“伟大空气波”,这是大自然释放的巨大破坏力。
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