Das Geräusch war so laut, dass es die Erde Viermal umkreiste

Am 27.

Es war 10:02 Uhr Ortszeit, als der Sound von der Insel Krakatoa, die zwischen Java und Sumatra in Indonesien liegt, auftauchte., Es war 1.300 Meilen entfernt auf den Andamanen und Nikobaren zu hören („außergewöhnliche Geräusche waren zu hören, als Kanonen feuerten“); 2.000 Meilen entfernt in Neuguinea und Westaustralien („eine Reihe lauter Berichte, die denen der Artillerie in nordwestlicher Richtung ähneln“); und sogar 3.000 Meilen entfernt auf der Insel Rodrigues im Indischen Ozean in der Nähe von Mauritius („von Osten kommend, wie das ferne Dröhnen schwerer Kanonen.“) 1 Insgesamt wurde es von Menschen an über 50 verschiedenen geografischen Orten gehört, die sich über ein Gebiet erstrecken, das einen dreizehnten der Welt bedeckt.,

Denken Sie für einen Moment, wie verrückt das ist. Wenn Sie in Boston sind und jemand Ihnen sagt, dass er ein Geräusch aus New York City gehört hat, werden Sie ihm wahrscheinlich einen lustigen Blick geben. Aber Boston ist nur 200 Meilen von New York entfernt. Worüber wir hier sprechen, ist wie in Boston zu sein und eindeutig ein Geräusch aus Dublin, Irland, zu hören. Wenn Sie mit Schallgeschwindigkeit (766 Meilen oder 1,233 Kilometer pro Stunde) reisen, dauert es etwa vier Stunden, bis Sie diese Strecke zurückgelegt haben. Dies ist der entfernteste Ton, der jemals in der aufgezeichneten Geschichte gehört wurde.,

Was könnte also einen so erderschütternd lauten Knall erzeugen? Ein Vulkan auf Krakatoa war gerade mit einer so großen Kraft ausgebrochen, dass er die Insel zerriss und eine Rauchwolke ausstrahlte, die 17 Meilen in die Atmosphäre erreichte, so ein Geologe, der es miterlebte., Sie könnten diese Beobachtung verwenden, um das Zeug zu berechnen, das mit über 1.600 Meilen pro Stunde aus dem Vulkan spuckte-oder fast eine halbe Meile pro Sekunde. Das ist mehr als die doppelte Schallgeschwindigkeit.

Diese Explosion verursachte einen tödlichen Tsunami mit Wellen über 30 Meter Höhe. Einhundertfünfundsechzig Küstendörfer und-siedlungen wurden weggefegt und vollständig zerstört. Insgesamt schätzten die Niederländer (die damaligen Kolonialherren Indonesiens) die Zahl der Todesopfer auf 36.417, während andere Schätzungen 120.000 übersteigen.,2,3

Das britische Schiff Norham Castle war zum Zeitpunkt der Explosion 40 Meilen von Krakatoa entfernt. Der Kapitän des Schiffes schrieb in sein Protokoll: „So heftig sind die Explosionen, dass die Trommeln von über der Hälfte meiner Crew zerbrochen sind. Meine letzten Gedanken sind bei meiner lieben Frau. Ich bin überzeugt, dass der Tag des Gerichts gekommen ist.“

Im Allgemeinen werden Geräusche nicht durch das Ende der Welt, sondern durch Luftdruckschwankungen verursacht. Ein Barometer im Gaswerk Batavia (100 Meilen von Krakatoa entfernt) registrierte den darauf folgenden Druckanstieg bei über 2,5 Zoll Quecksilber. Das wandelt sich in über 172 Dezibel Schalldruck um, ein unvorstellbar lautes Geräusch. Um das in Zusammenhang zu bringen, wenn Sie einen Presslufthammer betreiben würden, würden Sie etwa 100 Dezibel ausgesetzt sein., Die menschliche Schmerzschwelle liegt bei 130 Dezibel, und wenn Sie das Unglück hätten, neben einem Düsentriebwerk zu stehen, würden Sie einen Klang von 150 Dezibel erleben. (Ein 10-Dezibel-Anstieg wird von Menschen als etwa doppelt so laut wahrgenommen.) Die Krakatoa-Explosion registrierte 172 Dezibel bei 100 Meilen von der Quelle entfernt. Das ist so erstaunlich laut, dass es an die Grenzen dessen stößt, was wir unter „Klang“ verstehen.,“

Wenn Sie eine Notiz summen oder ein Wort sprechen, wackeln Luftmoleküle dutzende oder hunderte Male pro Sekunde hin und her, wodurch der Luftdruck an einigen Stellen niedrig und an anderen Stellen hoch ist. Je lauter der Klang, desto intensiver diese Wackeln, und je größer die Schwankungen im Luftdruck. Aber es gibt eine Grenze, wie laut ein Ton bekommen kann. Irgendwann sind die Luftdruckschwankungen so groß, dass die Niederdruckregionen auf Nulldruck treffen—ein Vakuum—und Sie können nicht niedriger werden. Diese Grenze liegt bei etwa 194 Dezibel für einen Schall in der Erdatmosphäre., Lauter, und das Geräusch geht nicht mehr nur durch die Luft, es drückt tatsächlich die Luft mit sich und erzeugt einen Druckstoß bewegter Luft, der als Stoßwelle bekannt ist.,

Näher an Krakatoa lag der Schall weit über dieser Grenze und erzeugte eine Explosion von Hochdruckluft, die so stark war, dass sie das Trommelfell der Seeleute 40 Meilen entfernt riss. Als dieses Geräusch Tausende von Meilen reiste und Australien und den Indischen Ozean erreichte, begannen die Wackeln unter Druck zu sterben und klang eher wie ein entfernter Schuss. Über 3.000 Meilen auf seiner Reise wurde die Druckwelle zu leise, als dass menschliche Ohren sie hören konnten, aber sie fegte weiter und hallte tagelang über den Globus., Die Atmosphäre klingelte wie eine Glocke, für uns nicht wahrnehmbar, aber durch unsere Instrumente erkennbar.

Die Krakatoa-Explosion registrierte 172 Dezibel bei 100 Meilen von der Quelle entfernt. Das ist so erstaunlich laut, dass es an die Grenzen dessen stößt, was wir unter „Klang“ verstehen.“

Bis 1883 verwendeten Wetterstationen in zahlreichen Städten der Welt Barometer, um Änderungen des Atmosphärendrucks zu verfolgen. Sechs Stunden und 47 Minuten nach der Krakatoa-Explosion wurde in Kalkutta ein Luftdruckanstieg festgestellt., Nach 8 Stunden erreichte der Puls Mauritius im Westen und Melbourne und Sydney im Osten. Nach 12 Stunden bemerkte St. Petersburg den Puls, gefolgt von Wien, Rom, Paris, Berlin und München. Um 18 Stunden hatte der Puls New York, Washington, DC und Toronto erreicht. Erstaunlicherweise beobachteten Wetterstationen in 50 Städten auf der ganzen Welt fünf Tage nach der Explosion diesen beispiellosen Druckanstieg, der sich ungefähr alle 34 Stunden wie ein Uhrwerk wiederholte. Das ist ungefähr, wie lange es Sound dauert, um den ganzen Planeten zu bereisen.,

Insgesamt umkreisten die Druckwellen von Krakatoa den Globus drei-bis viermal in jede Richtung. (Jede Stadt spürte bis zu sieben Druckspitzen, weil sie Stoßwellen erlebten, die sich vom Vulkan in entgegengesetzte Richtungen bewegten.) In der Zwischenzeit maßen Gezeitenstationen in Indien, England und San Francisco einen Anstieg der Meereswellen gleichzeitig mit diesem Luftimpuls, ein Effekt, der noch nie zuvor gesehen worden war. Es war ein Geräusch, das nicht mehr zu hören war, sich aber weiter um die Welt bewegte, ein Phänomen, das die Menschen „die große Luftwelle“ nannten.,“

Kürzlich begann ein unglaubliches Heimvideo eines Vulkanausbruchs, das ein Paar im Urlaub in Papua-Neuguinea gemacht hatte, im Internet die Runde zu machen. Wenn Sie genau hinsehen, gibt Ihnen dieses Video ein Gefühl für die Druckwelle, die von einem Vulkan erzeugt wird.

Wenn der Vulkan ausbricht, erzeugt er einen plötzlichen Anstieg des Luftdrucks; Sie können tatsächlich beobachten, wie er sich durch die Luft bewegt und Wasserdampf auf seiner Reise in Wolken kondensiert. Die Leute, die das Video aufnehmen, sind (glücklicherweise) weit genug entfernt, dass die Druckwelle eine Weile dauert, um sie zu erreichen., Wenn es endlich das Boot trifft, etwa 13 Sekunden nach der Explosion, hört man, was wie ein riesiger Schuss klingt, begleitet von einem plötzlichen Luftstoß. Multipliziert man 13 Sekunden mit der Schallgeschwindigkeit, sagt man, dass das Boot etwa 4,4 Kilometer oder 2,7 Meilen vom Vulkan entfernt war. Dies ähnelt etwas dem, was in Krakatoa passiert ist, außer dass der „Schuss“ in diesem Fall nicht nur drei, sondern 3.000 Meilen entfernt zu hören war, eine erstaunliche Demonstration der immensen zerstörerischen Kraft, die die Natur entfesseln kann.

1. Judd, J. W., et al., Der Ausbruch von Krakatoa und nachfolgende Phänomene Trübner & Company, (1888).

2. Winchester, S. Krakatau: Der Tag, der die Welt Explodierte Penguin, London, United Kingdom (2004).

Vielen Dank an Nicole Sharp und Will Slaton für hilfreiche Diskussionen über die Physik der Krakatoa-Explosion.

Aatish Bhatia ist eine neuere Physik Ph. D. Arbeit an der Princeton University zu bringen Wissenschaft und Technik für ein breiteres Publikum. Er schreibt den preisgekrönten Wissenschaftsblog Empirical Zeal, der bei Wired gehostet wird, und ist auf Twitter als @aatishb.,

Dieser Artikel erschien ursprünglich auf unserem blog, Fakten So Romantisch, im September 2014.