Гул гучних звуків – від живих концертів, що приголомшують арени, до вибухів феєрверків і шалених оплесків стадіонних натовпів – може сягати небезпечних рівнів, достатніх для того, щоб завдати невиправної шкоди слуху. Проте яке явище за всю історію Землі стало джерелом найгучнішого звуку? Відповідь на це питання неочевидна і залежить від того, як ми визначаємо “звук”, а також від того, чи враховуємо ми старі, історичні розповіді, чи покладаємося винятково на точні вимірювання, зроблені сучасними науковими приладами.
Виверження вулкана Кракатау – острівної вулканічної формації, розташованої в Індонезії, – що відбулося 1883 року, часто визнається як найгучніший звук у літописі історії. Цей катаклізм був настільки потужним, що його гуркіт чули люди, які перебували на відстані понад 3000 кілометрів, а барометри по всій земній кулі зафіксували його величезну хвилю тиску. За підрахунками, на відстані 160 кілометрів виверження сягало приблизно 170 децибелів – показник, що безповоротно пошкоджує людський слух. Моряки, що пропливали за 64 кілометри від епіцентру, свідчили, що вибух був настільки сильним, що розривав барабанні перетинки. Варто зазначити, що Індонезія – це архіпелаг, відомий своєю високою вулканічною активністю, оскільки він розташований на так званому Тихоокеанському вогняному колі.
Зазвичай людина може переносити звуки лише до рівня близько 140 децибелів, після чого вони стають нестерпними та заподіюють біль. Небезпека для слуху виникає при прослуховуванні звуку гучністю 85 децибелів протягом кількох годин, 100 децибелів – 14 хвилин, або 110 децибелів – лише дві хвилини. Для ілюстрації, пилосос працює на рівні близько 75 децибелів, бензопила – приблизно на 110 децибелів, а реактивний двигун видає близько 140 децибелів.
Сучасні оцінки свідчать, що вибух Кракатау досяг близько 310 децибелів. На цьому рівні звукові хвилі вже не поводяться як звичайний звук, який викликає вібрацію частинок та створює зони стиснення і розрідження. Натомість, приблизно зі 194 децибелів вони трансформуються в ударні хвилі – потужні фронти тиску, що формуються, коли об’єкт рухається зі швидкістю, що перевищує швидкість звуку. Ударна хвиля від Кракатау виявилася настільки колосальною, що обігнула планету цілих сім разів. Однак, як підкреслив Міхаель Форлендер – професор і керівник Інституту слухової технології та акустики Рейнсько-Вестфальського технічного університету Аахена в Німеччині, який також є президентом Акустичного товариства Америки, – ми не можемо з абсолютною впевненістю стверджувати про точну гучність виверження Кракатау безпосередньо біля його джерела, адже на той момент ніхто не був достатньо близько для проведення точних вимірювань. Він додав, що “можуть бути зроблені припущення щодо поширення звуку, але вони є надзвичайно непевними”.
Ще одним кандидатом на звання найгучнішого звуку є вибух Тунгуського метеорита, що стався над безкрайніми просторами Сибіру 1908 року. Ця подія призвела до вилягання лісів на сотнях квадратних миль і так само спричинила хвилі тиску, які обійшли земну кулю. Тунгуський вибух за силою був приблизно такий самий, як і катаклізм Кракатау – близько 300-315 децибелів. Однак, як і у випадку з Кракатау, Тунгуський вибух був зафіксований винятково інструментами, що знаходилися на значній відстані від епіцентру. Тунгуська подія досі є предметом інтенсивних наукових досліджень і дискусій, враховуючи її незвичну природу та відсутність знайдених фрагментів метеорита.
Найгучніший звук сучасності
Якщо ж ми звузимо сферу наших пошуків до сучасної доби – періоду, коли вчені мають у своєму розпорядженні глобальну мережу барометрів та інфразвукових датчиків – тоді пальма першості переходить до події, що відбулася зовсім недавно. “Я вважаю, що найбільш гучним зафіксованим звуком є виверження вулкана Хунга-Тонга, що сталося в січні 2022 року”, – повідомив Девід Фі, професор-дослідник Геофізичного інституту Університету Аляски Фербанкс. “Ця масштабна вулканічна подія породила звукову хвилю, яка обійшла земну кулю багаторазово і була почута людьми за тисячі кілометрів, зокрема на Алясці та в Центральній Європі”. Хунга-Тонга-Хунга-Хаапай – це підводний вулкан у південній частині Тихого океану, частина Тонга-Кермадецької острівної дуги. Його виверження 2022 року стало одним із найпотужніших вулканічних вивержень 21 століття. Мілтон Гарсес, засновник і директор Інфразвукової лабораторії при Гавайському університеті, повністю погоджується: “Якщо перефразувати питання як: ‘Який найгучніший звук був зафіксований у сучасну цифрову еру?’, тоді, безумовно, найпотужнішим був звук від Тонги 2022 року”.
Одна з найближчих наукових станцій до епіцентру підводного виверження – розташована в Нукуалофі, столиці Тонги, що знаходиться приблизно за 68 кілометрів – зафіксувала колосальний стрибок тиску близько 1800 паскалів. Для унаочнення: вибух хімічної вибухівки потужністю 200 мегатонн створив би приблизно 567 паскалів надлишкового тиску на відстані близько 737 кілометрів, пояснив Гарсес. Якби ми спробували перевести цей показник у звичні “децибели” на відстані одного метра від джерела, ми отримали б близько 256 децибелів. Однак Гарсес застерігає, що це було б некоректним науковим підходом, оскільки це явище вже не відповідало поведінці звичайної звукової хвилі. Поблизу джерела воно діяло скоріше як швидко рухома маса повітря, виштовхувана назовні під впливом вибуху. Вибух Тонги виявився просто занадто грандіозним, аби його можна було повноцінно оцінити за стандартною децибельною шкалою.
Штучно створені звуки
Дивовижно, але найпотужніша хвиля тиску, зареєстрована за останні часи, була здебільшого нечутною для людини, оскільки знаходилася за межами діапазону людського слуху, як зазначив Фі. Вчені неодноразово намагалися створити надпотужні хвилі тиску в лабораторних умовах. В одному з експериментів дослідники використовували рентгенівський лазер, щоб вплинути на мікроскопічний струмінь води, що породило хвилю тиску, оцінену приблизно у 270 децибелів. Це навіть гучніше, ніж запуск ракети “Сатурн V”, яка доставляла астронавтів Аполлона на Місяць, її гучність оцінювалася приблизно у 203 децибели.
Проте лазерний експеримент проводився всередині вакуумної камери, тому 270-децибельна хвиля тиску була абсолютно безшумною. Звуковим хвилям потрібне середовище – таке як повітря, вода або твердий матеріал – для поширення. “Тиск у вакуумній камері – це свого роду хитрість”, – сказав Гарсес. “Це як тиск у космосі: наднова може генерувати величезний радіаційний тиск, але він не випромінюватиметься як те, що ми називаємо звуком”. “Щодо найпотужнішої звукоподібної хвилі, зафіксованої в сучасну епоху, – підсумував Гарсес, – Тонга 2022 є безумовним рекордсменом”.
