Il suono così forte che circondò la Terra quattro volte

Il 27 agosto 1883, la Terra emise un rumore più forte di quello che ha fatto da allora.

Erano le 10:02 ora locale quando il suono emerse dall’isola di Krakatoa, che si trova tra Giava e Sumatra in Indonesia., È stato sentito 1.300 miglia di distanza in isole Andamane e Nicobare (“i suoni straordinari sono stati ascoltati, come di mitragliatrici che sparavano”); 2.000 miglia di distanza, in Nuova Guinea e in Australia Occidentale (“una serie di forti relazioni, simili a quelle di artiglieria in direzione nord-ovest”); e anche 3.000 miglia di distanza, nell’Oceano Indiano, l’isola di Rodrigues, vicino a Mauritius (“provenienti dall’oriente, come un lontano rombo di armi pesanti.”) 1 In tutto, è stato ascoltato da persone in oltre 50 diverse località geografiche, che coprono insieme un’area che copre un tredicesimo del globo.,

Pensa, per un momento, a quanto sia pazzo. Se siete a Boston e qualcuno ti dice che hanno sentito un suono proveniente da New York City, probabilmente stai andando a dare loro uno sguardo divertente. Ma Boston è a soli 200 miglia da New York. Quello di cui stiamo parlando qui è come essere a Boston e sentire chiaramente un rumore proveniente da Dublino, in Irlanda. Viaggiando alla velocità del suono (766 miglia o 1.233 chilometri all’ora), ci vuole un rumore di circa quattro ore per coprire quella distanza. Questo è il suono più lontano che sia mai stato sentito nella storia registrata.,

Quindi cosa potrebbe creare un botto così sconvolgente? Un vulcano su Krakatoa aveva appena eruttato con una forza così grande che ha strappato l “isola a parte, emettendo un pennacchio di fumo che ha raggiunto 17 miglia nell” atmosfera, secondo un geologo che ha assistito., Potresti usare questa osservazione per calcolare quella roba vomitata dal vulcano a oltre 1.600 miglia all’ora – o quasi mezzo miglio al secondo. È più del doppio della velocità del suono.

Questa esplosione ha creato uno tsunami mortale con onde oltre 100 piedi (30 metri) di altezza. Centosessantacinque villaggi e insediamenti costieri furono spazzati via e completamente distrutti. In tutto, gli olandesi (i governanti coloniali dell’Indonesia all’epoca) stimarono il numero delle vittime a 36.417, mentre altre stime superavano i 120.000.,2,3

La nave britannica Norham Castle era a 40 miglia da Krakatoa al momento dell’esplosione. Il capitano della nave ha scritto nel suo diario, ” Così violente sono le esplosioni che i tamburi di oltre la metà del mio equipaggio sono stati frantumati. I miei ultimi pensieri sono con la mia cara moglie. Sono convinto che il Giorno del giudizio è arrivato.”

In generale, i suoni non sono causati dalla fine del mondo ma dalle fluttuazioni della pressione dell’aria. Un barometro presso la fabbrica di gas di Batavia (100 miglia di distanza da Krakatoa) ha registrato il conseguente picco di pressione a oltre 2,5 pollici di mercurio. Che si converte in oltre 172 decibel di pressione sonora, un rumore inimmaginabilmente forte. Per metterlo nel contesto, se si stesse operando un martello pneumatico si sarebbe soggetto a circa 100 decibel., La soglia umana per il dolore è vicino a 130 decibel, e se avessi la sfortuna di stare accanto a un motore a reazione, sperimenteresti un suono di 150 decibel. (Un aumento di 10 decibel è percepito dalle persone come suono circa due volte più forte.) L’esplosione di Krakatoa ha registrato 172 decibel a 100 miglia dalla fonte. Questo è così sorprendentemente forte, che sta andando contro i limiti di ciò che intendiamo per “suono.,”

Quando ronzii una nota o parli una parola, stai dimenando le molecole d’aria avanti e indietro decine o centinaia di volte al secondo, causando la pressione dell’aria bassa in alcuni punti e alta in altri luoghi. Più forte è il suono, più intensi sono questi movimenti e maggiori sono le fluttuazioni della pressione dell’aria. Ma c’è un limite a quanto forte un suono può ottenere. Ad un certo punto, le fluttuazioni della pressione dell’aria sono così grandi che le regioni di bassa pressione colpiscono la pressione zero—un vuoto—e non si può ottenere più basso di quello. Questo limite sembra essere di circa 194 decibel per un suono nell’atmosfera terrestre., Qualsiasi più forte, e il suono non è più solo passando attraverso l’aria, in realtà sta spingendo l’aria insieme ad essa, creando una raffica pressurizzata di aria in movimento nota come onda d’urto.,

Più vicino a Krakatoa, il suono era ben oltre questo limite, producendo un’esplosione di aria ad alta pressione così potente da rompere i timpani dei marinai a 40 miglia di distanza. Mentre questo suono viaggiava per migliaia di miglia, raggiungendo l’Australia e l’Oceano Indiano, le oscillazioni della pressione iniziarono a diminuire, suonando più come un colpo di pistola lontano. Oltre 3.000 miglia nel suo viaggio, l’ondata di pressione divenne troppo silenziosa per le orecchie umane, ma continuò a spazzare via, riverberando per giorni in tutto il mondo., L’atmosfera suonava come una campana, impercettibile per noi ma rilevabile dai nostri strumenti.

L’esplosione di Krakatoa ha registrato 172 decibel a 100 miglia dalla sorgente. Questo è così sorprendentemente forte, che sta andando contro i limiti di ciò che intendiamo per “suono.”

Nel 1883, le stazioni meteorologiche in decine di città in tutto il mondo utilizzavano barometri per monitorare i cambiamenti della pressione atmosferica. Sei ore e 47 minuti dopo l’esplosione di Krakatoa, un picco di pressione dell’aria è stato rilevato a Calcutta., Entro 8 ore, l’impulso ha raggiunto Mauritius a ovest e Melbourne e Sydney a est. Entro 12 ore, San Pietroburgo notò il polso, seguito da Vienna, Roma, Parigi, Berlino e Monaco. Entro le ore 18 il polso aveva raggiunto New York, Washington, DC e Toronto. Sorprendentemente, per ben cinque giorni dopo l’esplosione, le stazioni meteorologiche in 50 città in tutto il mondo hanno osservato questo picco di pressione senza precedenti che si ripeteva come un orologio, circa ogni 34 ore. Questo è più o meno quanto tempo ci vuole suono per viaggiare in tutto il pianeta.,

In tutto, le onde di pressione di Krakatoa hanno circondato il globo tre o quattro volte in ogni direzione. (Ogni città ha sentito fino a sette picchi di pressione perché hanno sperimentato onde d’urto che viaggiano in direzioni opposte dal vulcano. Nel frattempo, stazioni di marea lontane come l’India, l’Inghilterra e San Francisco hanno misurato un aumento delle onde oceaniche simultanee a questo impulso d’aria, un effetto che non era mai stato visto prima. Era un suono che non poteva più essere ascoltato ma che continuava a muoversi in tutto il mondo, un fenomeno che la gente soprannominava “la grande onda d’aria.,”

Recentemente, un incredibile home video di un’eruzione vulcanica scattata da una coppia in vacanza in Papua Nuova Guinea ha iniziato a fare il giro su Internet. Se si guarda da vicino, questo video ti dà un senso per l’onda di pressione creata da un vulcano.

Quando il vulcano erutta, produce un improvviso picco di pressione dell’aria; puoi effettivamente guardare mentre si muove attraverso l’aria, condensando il vapore acqueo nelle nuvole mentre viaggia. Le persone che prendono il video sono (fortunatamente) abbastanza lontane che l’onda di pressione impiega un po ‘ per raggiungerle., Quando finalmente colpisce la barca, circa 13 secondi dopo l’esplosione, senti quello che suona come un enorme colpo di pistola accompagnato da un’improvvisa esplosione d’aria. Moltiplicando 13 secondi per la velocità del suono ci dice che la barca era a circa 4,4 chilometri, o 2,7 miglia, lontano dal vulcano. Questo è un po ‘ simile a quello che è successo a Krakatoa, tranne che lo “sparo” in quel caso potrebbe essere sentito non solo tre ma 3.000 miglia, lontano, una dimostrazione da capogiro dell’immenso potere distruttivo che la natura può scatenare.

1. Il suo nome deriva da, L’eruzione del Krakatoa, e successivi fenomeni Trübner & Società, (1888).

2. Winchester, S. Krakatoa: The Day the World Exploded Penguin, Londra, Regno Unito (2004).

Grazie a Nicole Sharp e Will Slaton per utili discussioni sulla fisica dell’esplosione di Krakatoa.

Aatish Bhatia è un recente Ph. D. di fisica che lavora all’Università di Princeton per portare scienza e ingegneria a un pubblico più ampio. Scrive il pluripremiato blog scientifico Empirical Zeal, ospitato presso Wired, ed è su Twitter come @aatishb.,

Questo articolo è originariamente apparso sul nostro blog, Facts So Romantic, nel settembre 2014.