響徹世界的聲音
1883年8月27日，當(dāng)?shù)貢r(shí)間上午10點(diǎn)02分，一股巨響的聲音從印度尼西亞的喀拉喀托島傳出來(lái)。
2000千米外的安達(dá)曼和尼科巴群島的人們聽到了不同尋常的聲音，他們以為是炸彈發(fā)出的爆炸聲；3200千米外的新幾內(nèi)亞和西澳大利亞的人也聽到了，有人認(rèn)為應(yīng)該是有顆大炮彈落在西北方向的地方；遠(yuǎn)在4800千米外毛里求斯附近的印度洋島嶼上，人們將這個(gè)聲音描述為來(lái)自遙遠(yuǎn)東方的槍聲?？傊?，50多個(gè)不同地理位置的人們相繼聽到怪異巨響，這個(gè)范圍加在一起，覆蓋了地球面積的1/13了。
想一想，這是多么的瘋狂呀。如果你在廣州，有人告訴你，他聽到了來(lái)自深圳的聲音，你可能會(huì)覺(jué)得他不是在開玩笑，因?yàn)閺V州距離深圳甚至只有200千米遠(yuǎn)?？墒俏覀?cè)谶@里說(shuō)的是，在廣州的人能清楚地聽到來(lái)自北京的響聲（廣州和北京之間大約2000千米），甚至是比北京還遠(yuǎn)兩倍的地方的響聲，你肯定會(huì)覺(jué)得他是在開玩笑，因?yàn)閺谋本┒鴣?lái)的聲音需要花約4小時(shí)的時(shí)間才能傳到廣州。
喀拉喀托島的聲音被認(rèn)為是地球上有歷史記錄以來(lái)聽過(guò)的最響、傳播最遙遠(yuǎn)的聲音。
誰(shuí)創(chuàng)造了巨響？
那么，是什么物體發(fā)出這樣一個(gè)震驚世界的巨響呢？
它的真實(shí)情況是喀拉喀托島上的火山的猛烈噴發(fā)，釋放出的能量大約是投擲在日本廣島原子彈釋放的能量的1.2萬(wàn)倍。能量如此之巨大，瞬間毀掉了島上的許許多多的生物?；鹕矫俺龅囊还晒蔁嵴羝突鹕交以?，竄升到80千米的高空中。根據(jù)計(jì)算，火山噴發(fā)物噴出來(lái)的速度接近每小時(shí)2600千米，這是火山聲音傳播速度的兩倍多。炙熱的噴發(fā)物沿著山體向外流出，幾乎奪走路上遇到的一切生命。
這場(chǎng)噴發(fā)事件在附近海域造成了致命的大海嘯，超過(guò)30米高的海浪向沿海陸地噴涌而來(lái)。附近165個(gè)沿海的村莊和居民點(diǎn)或被沖走，或被完全摧毀。人類死傷慘重，許許多多的人類尸體甚至被沖上東非海岸，荷蘭政府（印度尼西亞當(dāng)時(shí)的殖民統(tǒng)治者）估計(jì)，大噴發(fā)造成的死亡人數(shù)約為3.6萬(wàn)，但是有人認(rèn)為遠(yuǎn)不止這個(gè)數(shù)目，他們懷疑可能有約12萬(wàn)人失蹤和死亡。
火山大噴發(fā)之后，喀拉喀托島嶼逐漸平靜下來(lái)，但是大約2/3的島嶼消失了，剩下南部一小片地區(qū)，殘余島嶼原本的地表被蓋上了一層厚厚的火山灰“棉被”。直到5年后這里才漸漸恢復(fù)生機(jī)。
最后的審判日？
在火山噴發(fā)的時(shí)候，有一艘叫做諾勒姆城堡號(hào)的英國(guó)船只距離喀拉喀托火山只有64千米遠(yuǎn)。這艘船的船長(zhǎng)在他的日志中寫道：“如此劇烈的爆炸聲，大多數(shù)人的耳膜被震破了，頭嗡嗡作響，疼痛無(wú)比。我相信最后的審判日來(lái)臨了（審判日指的是基督教中上帝懲罰人類的那天）。”
我們知道，聲音在空氣中是以聲波的形式傳播的，而聲波其實(shí)是一種壓力波。當(dāng)你哼一個(gè)音符或說(shuō)一句話，你已經(jīng)將你周圍的空氣分子振動(dòng)了數(shù)十或數(shù)百次，造成空氣中一些地方的氣壓低，另一些地方的氣壓高。如果是你的聲音夠響亮，空氣分子會(huì)振動(dòng)得更激烈，空氣壓力波動(dòng)的幅度更大。我們通過(guò)氣壓計(jì)就能知道聲波的情況。
印度尼西亞另一城市——巴達(dá)維亞的一家煤氣廠（距離喀拉喀托火山160千米）的氣壓計(jì)就記錄下了火山噴發(fā)時(shí)的巨響聲?；鹕絿姲l(fā)后，氣壓隨之飆升，氣壓計(jì)的水銀柱急劇上升，波動(dòng)幅度最大時(shí)換算而成的聲響約為172分貝，這已經(jīng)是超乎想象的噪音響度了。
如果你正在操作一臺(tái)大型手提鉆，你的耳朵聽到的聲響近100分貝，而人類忍受痛苦的聲響極限大約是130分貝。如果你很不幸地站在一個(gè)噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)的旁邊，你會(huì)經(jīng)歷無(wú)法忍受的150分貝的聲音。
但是我們現(xiàn)在知道，喀拉喀托火山噴發(fā)時(shí)，在距離其160千米之處的聲音就達(dá)172分貝，這是非常驚人的聲響了，比人類所能忍受的極限聲響還高了42分貝。它在挑戰(zhàn)你耳朵的“聲音極限”。
聲響極限
但是在空氣中傳播的聲音，其聲響有一個(gè)限制：在某些時(shí)候，空氣壓力的波動(dòng)非常大，壓力低的地區(qū)達(dá)到的氣壓甚至為0，也就是真空狀態(tài)，這已經(jīng)是極限了，你不能得到比0還低的氣壓。這個(gè)限制使得在地球空氣中傳播的最大聲響為194分貝。超過(guò)這個(gè)數(shù)值的聲音，不再只是通過(guò)空氣傳播，實(shí)際上聲音會(huì)推動(dòng)空氣，讓空氣隨著它一起運(yùn)動(dòng)，創(chuàng)造一種高壓移動(dòng)的空氣，稱為沖擊波。
非?？拷ν谢鹕降牡胤剑热?4千米外的那艘船所在的位置，聲響就超過(guò)194分貝這個(gè)限制，因此會(huì)產(chǎn)生一股特別強(qiáng)大的高壓沖擊波，船上毫不防備的船員的耳膜被沖擊波震破了。這個(gè)聲音向外傳播了數(shù)千千米，到達(dá)澳大利亞和印度洋，壓力波動(dòng)漸漸減弱，聲響也變小，由于高頻率的聲音在傳播過(guò)程中逐漸衰減，而低頻率的聲音衰減很慢，傳播的較遠(yuǎn)，所以，遠(yuǎn)處的人們聽起來(lái)有點(diǎn)像是來(lái)自遠(yuǎn)方的炮聲和槍聲。
由于人的耳朵只能聽到頻率在20赫茲到20000赫茲的聲音，而低于20赫茲的聲音人們就不可能聽到了，這就是次聲波。超過(guò)4800千米的傳播距離后，人們已經(jīng)聽不到聲音了，但聽不到的次聲波仍在繼續(xù)向外傳播。在接下里的日子里，次聲波回蕩于全世界，人類對(duì)它毫無(wú)知覺(jué)，但我們的儀器卻檢測(cè)到了。
“偉大空氣波”
1883年，全世界數(shù)十個(gè)城市的氣象站的氣壓計(jì)相繼記錄到了大氣壓力的變化?？ν谢鹕奖l(fā)6小時(shí)47分鐘后，印度的加爾各答發(fā)現(xiàn)大氣壓的波動(dòng)。8小時(shí)后，次聲波抵達(dá)火山西部的毛里求斯和東部的墨爾本、悉尼等地。12小時(shí)后，圣彼得堡的氣壓計(jì)注意到了此波動(dòng)，緊隨其后的是維也納、羅馬、巴黎、柏林、慕尼黑等地的氣壓計(jì)。到了18小時(shí)，次聲波已經(jīng)到達(dá)美國(guó)紐約、華盛頓和多倫多。
令人驚訝的是，火山噴發(fā)5天之后，全球50個(gè)城市的氣象站仍然能觀察到這次不可思議的壓力波動(dòng)，它就像是上了發(fā)條一樣，在地球上來(lái)回繞圈圈，大約每34個(gè)小時(shí)就被一個(gè)地方的氣壓計(jì)記錄到，這大概是次聲波環(huán)繞地球一圈所花的時(shí)間了。
喀拉喀托火山產(chǎn)生的次聲波在每個(gè)方向盤旋地球3~4次（每個(gè)城市有7個(gè)壓力高峰，因?yàn)樗鼈兘?jīng)歷了來(lái)自火山的相反方向的兩種聲波，一個(gè)方向3次，一個(gè)方向4次）。與此同時(shí)，隨著這個(gè)空氣波動(dòng)的傳播，遠(yuǎn)在印度、英國(guó)和美國(guó)舊金山的潮汐站紛紛測(cè)量到海洋波浪的上升，這是以前從未見過(guò)的連環(huán)效應(yīng)。因此，這個(gè)因火山噴發(fā)引發(fā)的空氣壓力波動(dòng)被人們戲稱為“偉大空氣波”，這是大自然釋放的巨大破壞力。
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