绕了地球4圈的怪声

史杰鹏

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公里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公里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公里外的毛里求斯附近的印度洋島屿上，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，因为广州距离深圳只有200公里远。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公里），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。

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12万倍。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公里的高空中。根据计算，火山喷发物喷出来的速度接近每小时2600公里，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36万，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公里远。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公里）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公里之处的声音就达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”。

声响极瞑

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零，也就是真空状态，这已经是极限了，你不能得到比零还低的气压。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公里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，船上毫无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公里，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公里的传播距离后，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。在接下来的日子里，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、华盛顿和加拿大多伦多。

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测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，大约每34个小时就被一个地方的气压计记录到。

喀拉喀托火山产生的次声波在每个方向盘旋地球3次～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。

选自《大科技·科学之谜》