Самый громкий звук на Земле: от вулканов до вакуума

Живые концерты, фейерверки и рев толпы на стадионах могут достигать опасно высокого уровня громкости — достаточного, чтобы вызвать необратимое повреждение слуха. Но какой же звук, когда-либо зарегистрированный на Земле, был самым громким?

Ответ зависит от того, что подразумевать под «звуком», а также учитывать ли старые исторические свидетельства или доверять только измерениям, сделанным современными научными приборами.

Извержение вулкана Кракатау (индонезийского острова) в 1883 году часто считается самым громким звуком в истории. Взрыв был слышен на расстоянии более 3000 километров, а его ударная волна была зафиксирована барометрами по всему миру. На расстоянии 160 км грохот достигал, по оценкам, 170 децибел — достаточно для необратимого повреждения слуха. Моряки сообщали, что в 64 км от эпицентра звуковая волна была настолько сильной, что могла разорвать барабанные перепонки.

Обычно люди могут выдерживать звук до 140 децибел, выше которого он становится болезненным и невыносимым. По данным Национальных институтов здравоохранения США, повреждение слуха может наступить после воздействия шума в 85 децибел в течение нескольких часов, 100 децибел — 14 минут или 110 децибел — двух минут. Для сравнения: пылесос издает шум около 75 децибел, бензопила — примерно 110 децибел, а реактивный двигатель — приблизительно 140 децибел.

Современные оценки предполагают, что взрыв Кракатау достиг около 310 децибел. На этом уровне звуковые волны перестают вести себя как обычный звук (заставляющий частицы колебаться и создающий области сжатия и разрежения). Вместо этого, примерно с 194 децибел, они превращаются в ударные волны — мощные фронты давления, возникающие, когда что-то движется быстрее скорости звука. Ударная волна от Кракатау была настолько сильной, что семь раз обогнула планету.

Однако, как отмечает Михаэль Фёрлендер, профессор и руководитель Института технологий слуха и акустики Рейнско-Вестфальского технического университета Аахена, мы точно не знаем, насколько громким было извержение Кракатау непосредственно в источнике, так как для его измерения никто не находился достаточно близко. «Можно строить предположения о распространении звука, но они крайне ненадежны», — сказал он в интервью Live Science.

Еще одним претендентом на звание самого громкого звука является взрыв Тунгусского метеорита над Сибирью в 1908 году, который повалил деревья на сотнях квадратных километров и отправил ударные волны вокруг света. По громкости (примерно 300-315 децибел) он был сопоставим с Кракатау, но, как и в первом случае, его зафиксировали лишь далеко расположенные приборы.

Самый громкий звук современной эпохи

Если ограничить вопрос современной эпохой — то есть периодом, когда у ученых уже была глобальная сеть барометров и инфразвуковых датчиков, — то пальма первенства переходит к гораздо более недавнему событию.

«Я считаю, что самым «громким» зарегистрированным звуком стало извержение вулкана Хунга-Тонга-Хунга-Хаапай в январе 2022 года, — заявил в интервью Live Science Дэвид Фи, исследователь из Геофизического института Университета Аляски в Фэрбенксе. — Это масштабное вулканическое извержение породило звуковую волну, которая несколько раз обошла земной шар и была слышна людьми за тысячи километров, в том числе на Аляске и в Центральной Европе».

С ним согласен Милтон Гарсес, основатель и директор Инфразвуковой лаборатории Гавайского университета: «Если перефразировать вопрос как «Какой самый громкий звук был зарегистрирован в современную цифровую эпоху?», то, без сомнений, самым громким был звук извержения в Тонга в 2022 году».

Одна из ближайших к подводному извержению научных станций, расположенная в Нукуалофа примерно в 68 км от эпицентра, зафиксировала скачок давления около 1800 паскалей. Если бы мы попытались пересчитать это в обычные децибелы на расстоянии 1 метра от источника, получилось бы около 256 децибел. Но, как поясняет Гарсес, это было бы некорректно, поскольку вблизи источника это была не обычная звуковая волна, а скорее быстро движущаяся масса воздуха, выталкиваемая взрывом. Взрыв в Тонга был попросту слишком мощным, чтобы его можно было уместить в обычную шкалу децибел.

Звуки, созданные человеком

Как ни странно, самая мощная ударная волна недавней истории была практически не слышна людям, поскольку находилась за пределами диапазона человеческого слуха, отметил Фи.

Ученые пытались создавать огромные ударные волны в лабораториях. В одном из экспериментов исследователи использовали рентгеновский лазер, чтобы ударить по микроскопической струе воды, создав ударную волну силой примерно 270 децибел (что даже громче, чем запуск ракеты «Сатурн-5», доставлявшей астронавтов «Аполлона» на Луну — около 203 децибел).

Однако этот лазерный эксперимент проводился в вакуумной камере, поэтому ударная волна в 270 децибел была абсолютно беззвучной. Для распространения звуковым волнам нужна среда — например, воздух, вода или твердый материал.

«Измерения давления в вакуумной камере — это своего рода жульничество, — сказал Гарсес. — Это как давление в космосе: сверхновая звезда может генерировать огромное радиационное давление, но оно не будет распространяться как то, что мы называем звуком».

Что касается самой мощной «звукоподобной» волны, зарегистрированной в современную эпоху, — заключил Гарсес, — чемпионом является извержение в Тонга в 2022 году. Это событие не только побило рекорды по зафиксированным параметрам, но и продемонстрировало, насколько хрупка наша инфраструктура перед лицом таких катаклизмов. Мощнейшее цунами, выброс пепла в стратосферу и глобальная ударная волна — последствия этого взрыва ощущались по всей планете, напоминая о колоссальной силе, которая таится в недрах Земли. И хотя человечество научилось генерировать невероятно громкие звуки в контролируемых условиях, природа по-прежнему остается непревзойденным мастером в создании поистине оглушительной симфонии стихий.