Как взрыв Кракатау услышали за 4800 км?

Самописец, которому не хватило бумаги

Вскоре после десяти пятнадцати утра двадцать седьмого августа тысяча восемьсот восемьдесят третьего года манометр газового завода Батавии зашкалил. Батавия, нынешняя Джакарта, находится примерно в ста пятидесяти километрах от вулкана Кракатау. За четыре тысячи восемьсот километров, на островке в Индийском океане, начальник полиции описал звук, похожий на далёкий грохот тяжёлых орудий. Затем дрогнули барометры всего мира: в Бомбее, на Маврикии, в Торонто и Вашингтоне.

За следующие пять дней многие приборы сработали семь раз: возвращалась та же воздушная волна. Как звук одного взрыва пересёк океан, а его волна обогнула планету?

Кракатау, 1883

Кракатау находился в Зондском проливе, узком проходе между Явой и Суматрой. Извержение шло с мая и достигло пика в конце августа. Утром двадцать седьмого чудовищные взрывы разорвали вулкан на части. Исчезло около двух третей острова.

Последовавшие морские волны опустошили берега Явы и Суматры. По докладу Королевского общества погибло тридцать шесть тысяч триста восемьдесят человек. В тысяча восемьсот восемьдесят четвёртом лондонское Королевское общество создало комитет для сбора всех доступных свидетельств извержения. Доклад вышел в тысяча восемьсот восемьдесят восьмом году. Большинство дальнейших сведений взято оттуда.

Три вида воздушных волн

Геолог комитета Джон Джадд описал три вида воздушных волн от извержения. Быстрее всего шёл обычный звук: слышимый грохот. Более мощные, медленные толчки воздуха выбивали окна, раскалывали стены за сто шестьдесят километров. Самые медленные волны были слишком длинными для слуха. Их кругосветный путь регистрировали барометры.

Один взрыв, три разных пути. Начнём со звука.

Где был слышен грохот

Комитет собрал рассказы очевидцев, слышавших взрывы, и составил эту карту. В списке почти сто сообщений с расстояния минимум тридцать километров, шестнадцать из них дальше трёх тысяч. Заштрихована область, где слышали грохот: чуть меньше одной тринадцатой земной поверхности. Снова и снова люди говорили одно: будто стреляют пушки.

На Диего-Гарсии, дальше трёх тысяч шестисот километров, грохот приняли за пушечные сигналы бедствия с судна. На Андаманском море власти послали искать судно полицейский катер и пароход. Ничего не нашли. Дальше всех звук слышали на островке Родригес восточнее Маврикия, примерно за четыре тысячи восемьсот километров от вулкана.

Начальник полиции Джеймс Уоллис писал: звуки доносились с востока, словно далёкий грохот тяжёлых орудий. Это превышает расстояние между Нью-Йорком и Сан-Франциско. Комитет счёл это единственным известным случаем столь далёкого распространения звука.

Кривая карта

Карта тоже несимметрична. На запад грохот разнёсся гораздо дальше, чем на восток. Комитет объяснил это пассатами: в этой части океана они дуют на запад. Но есть странность поразительнее.

Во многих местах рядом с вулканом грохот перестали слышать вскоре после десяти утра, хотя взрывы продолжались. Между тем на дальних оконечностях Явы и Суматры грохот оставался отчётливым. Комитет предположил: звук задерживала плотная завеса пепла над ближайшим побережьем. Профессор акустики Томас Габриэлсон, изучавший доклад, отмечает: слои воздуха тоже могли отклонять звук, оставляя зоны тишины.

Почему звук уходит так далеко

Почему же звук достиг такой дали? Отчасти дело в высоте звука. Низкие звуки теряют энергию медленнее высоких. Поэтому басы далёкого концерта слышны задолго до того, как удаётся разобрать голос певца.

Гигантский взрыв порождает огромное количество низких звуков. Многие слишком низки для человеческого слуха: учёные называют их инфразвуком. Другая причина кроется в небе. Атмосфера не однородна: это слои с разной температурой и ветрами. Слои могут возвращать звук вниз: он словно отскакивает от земной поверхности, не уходя вверх.

Такое искривление может перенести звук над одним местом к другому, более далёкому. Так возникают зоны тишины.

Зашкаливает

Второй вид волн: воздушный толчок. Газовый завод Батавии постоянно записывал давление в своём большом газгольдере. Комитет скопировал эту запись за утро двадцать седьмого. Всё утро линия скачет с приходом каждой взрывной волны.

Между десятью пятнадцатью и десятью двадцатью линия резко уходит вверх, за край. Внизу отмечено: здесь заканчивалась исходная шкала. Сильнейший толчок полностью записать не удалось. Джадд писал: волны выбивали окна, опрокидывали лампы, гасили газовые фонари и выталкивали газгольдер из колодца.

В интернете часто указывают точную громкость Кракатау в децибелах. Считайте её приблизительной: единственный прибор достаточно близко для измерения взрыва зашкалил.

Вокруг света

Третья волна прославила Кракатау среди учёных. В тысяча восемьсот восемьдесят третьем метеостанции использовали барографы: приборы, записывающие давление воздуха линией на бумаге. Собранные графики более пятидесяти станций показали одинаковый странный всплеск. Здесь рядом показаны восемь таких графиков.

Вдали от вулкана давление менялось максимум на несколько десятых процента. Каждый всплеск нарастал и спадал два-три часа: слишком медленно для слуха. Разгадкой стало время прихода. Всплеск достиг Калькутты примерно через четыре часа после взрыва, Токио через шесть, Вены через десять, Нью-Йорка через пятнадцать.

Изучив графики, Ричард Стрэчи увидел единую волну, расходящуюся от Кракатау растущим кругом. Круг расширялся, пока не охватил планету посередине. Затем круг сжимался к противоположной Кракатау точке планеты, в Колумбии. Оттуда волна возвращалась к Кракатау, проходила насквозь и снова расходилась.

Многие станции зарегистрировали семь проходов: четыре от вулкана и три обратно. В Глазго волна приходила примерно через одиннадцать, двадцать пять, сорок восемь, пятьдесят девять, восемьдесят четыре, девяносто четыре и сто двадцать один час после извержения. Весь круг занимал около тридцати пяти - тридцати семи часов. Это около тысячи ста километров в час, почти скорость звука.

По расчётам Стрэчи, западная волна шла примерно шестьсот семьдесят четыре мили в час, восточная семьсот шесть. Отсчитав время назад по записям станций, он даже вычислил момент взрыва. Получилось девять пятьдесят восемь утра местного времени. Запись батавского газгольдера совпала. Стрэчи первоначально насчитал три с четвертью оборота волны вокруг Земли, после чего приборы её потеряли.

Это повторилось

В январе две тысячи двадцать второго взорвался подводный вулкан Хунга у Тонги. Учёные сочли волну давления сопоставимой по величине с волной Кракатау. Теперь приборы слушали повсюду: на земле и в космосе. Инфразвуковая сеть искала тайные ядерные испытания, и

её геофизик назвал взрыв мощнейшим за всё время их наблюдений. За шесть дней засекли четыре круга волны вокруг Земли и три встречных прохода. Ту же картину записали викторианские барографы. В Англии метеостанция вуза Ланкастера засекла волну около семи тридцати вечера и двух ночи.

Теперь грохот услышали на Аляске, дальше девяти тысяч километров. От Анкориджа до Фэрбанкса грохот слышали чуть позже трёх ночи, примерно через семь часов. Гавайи гораздо ближе к Тонге, но там о грохоте не сообщали. Та же неравномерность смущала комитет в тысяча восемьсот восемьдесят третьем.

Одно небо

В тысяча восемьсот восемьдесят третьем понадобились письма, судовые журналы и пятилетняя работа. В две тысячи двадцать втором такую волну регистрировали спутники и домашние метеостанции. Вывод один. Земная атмосфера составляет единое целое.

Ударьте по ней достаточно сильно в одном месте, и барометры противоположной стороны планеты почувствуют удар вновь и вновь.