Громкие концерты, рев двигателей и салюты способны достигать уровня звука, опасного для слуха человека. Но какой звук был самым громким за всю историю?
Ответ не так очевиден — всё зависит от того, считать ли древние катастрофы или современные измерения. Учёные объяснили, какие звуки стали самыми мощными на Земле. Об этом сообщает Live Science со ссылкой на данные экспертов и институтов по акустике.
Вулканическое извержение острова Кракатау (ныне Кракатао) в Индонезии в 1883 году считается самым громким звуком, когда-либо слышанным человеком. Его рёв разнёсся на тысячи километров. По свидетельствам очевидцев, взрыв был слышен в Австралии и на острове Родригес — на расстоянии свыше 3 тысяч километров.
"Взрыв Кракатау был настолько мощным, что ударная волна обогнула планету семь раз", — отмечают историки геофизики.
На расстоянии 160 км громкость достигала около 170 децибел, а на 64 км — настолько высоких значений, что у моряков лопались барабанные перепонки. Барометры по всему миру зафиксировали глобальное колебание давления, а пепел поднялся на высоту свыше 80 км.
По современным оценкам, сила звука Кракатау могла достигать 310 децибел — величины, выходящей за пределы обычной акустики. При этом звуковая волна переходила в ударную — мощный фронт давления, движущийся быстрее скорости звука.
"Мы не можем точно знать, насколько громким был Кракатау, потому что никто не находился достаточно близко, чтобы это измерить", — пояснил Михаэль Форлендер, профессор Рейнско-Вестфальского технического университета Ахена и президент Американского акустического общества.
Спустя четверть века после Кракатау Земля пережила другой колоссальный взрыв — падение Тунгусского метеорита в 1908 году. Над тайгой в Восточной Сибири произошёл воздушный взрыв, который повалил деревья на площади более 2 000 квадратных километров.
По оценкам учёных, уровень шума тогда достиг от 300 до 315 децибел, сопоставимых с извержением Кракатау. Взрывная волна также обогнула планету несколько раз, а звуковое давление было зафиксировано приборами в Европе и даже в Британии.
Как и в случае с Кракатау, точных измерений не существовало: приборы находились слишком далеко, а сами события не были зафиксированы современными средствами. Тем не менее оба катаклизма остаются самыми мощными природными "звуками" в истории человечества.
С появлением глобальных сетей барометров и инфразвуковых датчиков учёные получили возможность точно измерять мощность звуковых волн. Самое громкое событие современности произошло совсем недавно — в январе 2022 года, когда в Тихом океане извергся подводный вулкан Хунга-Тонга-Хунга-Хаапай.
Ближайшая к вулкану станция наблюдения в Нукуалофе, расположенная примерно в 68 км, зафиксировала скачок давления около 1800 паскалей. Переводя это значение в децибелы, можно получить около 256 дБ, но, как поясняют учёные, такие вычисления условны: извержение создало не обычный звук, а гигантскую ударную волну, которая не подчиняется классическим законам акустики.
В обычных условиях звук представляет собой чередование сжатия и разрежения воздуха. Однако при громкости около 194 децибел границы этих процессов стираются, и волна превращается в ударную — плотный фронт давления, двигающийся со сверхзвуковой скоростью.
Любой звук громче этого предела перестаёт быть звуком в привычном смысле: это уже мощный поток воздуха, способный сбивать с ног и разрушать конструкции. Именно поэтому сравнивать события вроде Кракатау или Хунга-Тонга с бытовыми источниками звука (самолёт, ракета, гром) корректно лишь условно.
Учёные не раз пытались воссоздать экстремальные уровни звука в лабораториях. В одном из экспериментов исследователи использовали рентгеновский лазер, который создавал микроскопическую струю воды. Давление этой волны достигало 270 децибел — громче, чем запуск ракеты "Сатурн-5" (около 203 дБ).
Однако такой эксперимент проходил в вакуумной камере, поэтому он был абсолютно бесшумным: звуковым волнам нужна среда — воздух, вода или твёрдое тело. Без неё даже самый мощный взрыв остаётся "тихим".
Организм человека чувствителен к громкости уже от 85 дБ.
85 дБ — повреждение слуха после нескольких часов.
100 дБ — через 14 минут.
110 дБ — через 2 минуты.
Звуки свыше 140 дБ не просто болезненны — они вызывают физическое повреждение тканей внутреннего уха. На уровне 170 дБ звук способен разорвать барабанные перепонки, а на 200 дБ — разрушить лёгкие. Поэтому взрывы вроде Кракатау или Тунгусского метеорита были смертельно опасны на расстоянии десятков километров от эпицентра.
Проблема измерения громкости таких событий в том, что ни один прибор не способен работать в эпицентре. Большинство оценок строится на моделировании давления, зафиксированного на расстоянии, и пересчёте в условные децибелы.
С учётом этого современные учёные осторожно говорят не о громкости, а о мощности ударной волны. Взрыв Хунга-Тонга, например, был настолько масштабным, что по воздействию на атмосферу его сравнивают с метеоритными ударами.
"Мы изучаем не громкость в привычном смысле, а энергию, которая распространяется в атмосфере", — уточняют специалисты Геофизического института Аляски.
1. Что такое ударная волна?
Это волна давления, движущаяся быстрее скорости звука. Она возникает при взрывах и сверхзвуковом движении объектов.
2. Почему громкость звука ограничена 194 дБ?
При этом уровне воздух сжимается максимально — дальнейшее увеличение давления превращает звук в ударную волну.
3. Может ли человек создать звук громче Кракатау?
Нет. Даже самые мощные ракеты и взрывы ядерного уровня не достигают подобной силы. Кракатау и Тонга остаются природными чемпионами по громкости.