O1883年8月27日，地球发出了一声巨响，比它发出的任何声音都要大。
当地时间上午10点02分，声音从位于印度尼西亚爪哇岛和苏门答腊岛之间的喀拉喀托岛传来。在1300英里外的安达曼和尼科巴群岛（Andaman and Nicobar islands）可以听到这种声音（“听到了异常的枪声”）；2000英里外的新几内亚和西澳大利亚（“一系列响亮的报告，类似西北方向的炮声”）；甚至在3000英里以外的印度洋岛屿毛里求斯附近的罗德里格斯岛（“从东方来，就像远处的重炮轰鸣声”）1总共有超过50个不同的地理位置的人听到了它，总共覆盖了全球的13个地区。
想想看，这有多疯狂。如果你在波士顿，有人告诉你他们听到了来自纽约的声音，你可能会给他们一个有趣的表情。但是波士顿离纽约只有200英里。我们在这里谈论的就像身处波士顿，清晰地听到来自爱尔兰都柏林的噪音。以声速(766英里或1233公里每小时)行驶，噪音需要4个小时才能走完这段距离。这是有史以来听到的最远的声音。
那么是什么造成了如此震天动地的巨响呢?喀拉喀托岛的一座火山刚刚喷发，其威力如此之大，以至于把岛此外，据一位目击它的地质学家说，它还向大气中释放出一缕烟雾，达到17英里。你可以用这个观察来算算物质以每小时1600英里(约每秒半英里)的速度从火山喷出。这是声速的两倍多。
这次爆炸造成了致命的海啸，浪高超过100英尺(30米)。165个沿海村庄和定居点被冲走，完全被摧毁。荷兰人(当时的印度尼西亚殖民统治者)估计死亡人数为36 417人，其他估计数字超过12万人。2，3
英国船只诺勒姆城堡号在爆炸时距离喀拉喀托岛40英里。船长在航海日志中写道:“爆炸声如此猛烈，半数以上的船员的鼓膜都震碎了。我最后的想法和我亲爱的妻子在一起。我确信审判日已经到来。”
我一般来说，声音不是由世界末日引起的，而是由气压波动引起的。巴达维亚天然气厂（距喀拉喀托100英里）的一个气压计记录了随后的压力峰值，超过2.5英寸汞柱。转换成超过172分贝的声压，这是一种难以想象的巨大噪音。在上下文中，如果你在操作手提钻，你会受到大约100分贝的影响。人类的痛阈接近130分贝，如果你不幸站在喷气发动机旁边，你会听到150分贝的声音。（人们认为10分贝的增加听起来大约是声音的两倍。）喀拉喀托火山爆炸在距震源100英里处记录到172分贝。这是如此惊人的响亮，以至于它逐渐超越了我们所说的“声音”的极限
当你哼唱一个音符或说一个单词时，你就在以每秒数十次或数百次的速度来回摆动空气分子，导致某些地方的气压较低，而另一些地方的气压较高。声音越大，这种摆动就越剧烈，气压的波动也就越大。但声音的音量是有限度的。在某一时刻，气压的波动如此之大，以至于低气压区达到了零压力——真空——而你不可能得到比这更低的压力。这个极限恰好是地球大气中194分贝的声音。声音再大一点，声音就不再是通过空气传播了，它实际上是在推动空气前进，产生一种被称为冲击波的移动空气的加压爆炸。
靠近喀拉喀托火山时，声音远远超过了这个极限，产生了一股强大的高压空气，震破了40英里外的水手的耳膜。随着这种声音传播数千英里，到达澳大利亚和印度洋，压力的波动开始减弱，听起来更像是远处的枪声。在三千多英里的旅程中，压力波变得太安静了，以至于人耳听不到，但它继续向前席卷，在世界各地回荡了好几天。大气像钟一样响着，我们无法察觉，但我们的仪器却能探测到。
喀拉喀托火山在距震源100英里处的爆炸声达到了172分贝。这是如此惊人的声音，它正在一点点接近我们所说的“声音”的极限。
到1883年，世界上许多城市的气象站都在使用气压计来跟踪大气压力的变化。喀拉喀托火山爆炸6小时47分钟后，加尔各答出现了气压峰值。8小时时，脉搏到达了西边的毛里求斯和东边的墨尔本和悉尼。12小时后，圣彼得堡注意到了脉搏，随后是维也纳、罗马、巴黎、柏林和慕尼黑。18个小时后，纽约、华盛顿特区和多伦多都收到了信号。令人惊讶的是，在爆炸发生后的5天里，全球50个城市的气象站观察到这种前所未有的压力峰值，几乎每34小时就会出现一次。这大约是需要多长时间声音环绕整个星球。
总之，来自喀拉喀托的压力波在每个方向上环绕地球三到四圈。（每个城市都感受到七个压力尖峰，因为它们经历了从火山相反方向行进的冲击波）。与此同时，印度、英国和旧金山的潮汐站测量了海浪的上升，与这个空气脉冲同步，这是前所未见的影响。这是一种再也听不见的声音，但仍在世界各地传播，人们称之为“大空气波”
最近，一对夫妇在巴布亚新几内亚度假时拍摄的令人难以置信的火山喷发家庭视频开始在互联网上传播。如果你仔细观察，这段视频会让你感觉到火山产生的压力波。
当火山爆发时，空气压力会突然升高；实际上，你可以看到它在空气中移动，在移动时将水蒸气凝结成云。拍摄视频的人（幸运的是）距离足够远，压力波需要一段时间才能到达他们。爆炸发生13秒后，当它最终击中船只时，你会听到巨大的枪声，伴随着突然的气流。13秒乘以音速告诉我们，这艘船距离火山大约4.4公里，或2.7英里。这在某种程度上类似于在喀拉喀托发生的事情，除了在3英里之外，在3000英里之外都能听到“枪声”，令人难以置信地证明了大自然可以释放出巨大的破坏力。
参考文献
1.贾德,成员j.w.et al。喀拉喀托火山爆发和随后的现象Trübner & Company，(1888)。
2.温彻斯特,S。喀拉喀托火山:世界爆炸的日子企鹅，伦敦，英国(2004)。
3.西姆金，T. &菲斯克，R.S.喀拉喀托，1883年，火山爆发及其影响华盛顿特区史密森学会学术出版社(1983年)。
多亏了妮可锋利和威尔·斯莱顿就喀拉喀托火山爆炸的物理问题进行有益的讨论。
Aatish Bhatia最近获得了物理学博士学位普林斯顿大学把科学和工程带给更广泛的观众。他是获奖的科学博客的作者经验主义的热情,主持《连线》杂志，并作为@aatishb．
本文最初发表在我们的博客上，事实如此浪漫，2014年9月。
