Tiếng nổ của núi lửa Krakatoa sáng ngày 27/8/1883 thường được xem là âm thanh lớn nhất từng được con người ghi nhận: nó được nghe thấy ở đảo Rodrigues giữa Ấn Độ Dương, cách khoảng 4.800 km, sau khoảng bốn giờ. Sóng áp suất của vụ nổ còn được các áp kế khắp thế giới ghi lại khi nó chạy vòng quanh Trái Đất nhiều lần trong mấy ngày liền.
Krakatoa ở đâu và chuyện gì xảy ra năm 1883
Krakatoa (Krakatau) là một hòn đảo núi lửa nằm ở eo biển Sunda, giữa hai đảo lớn Java và Sumatra của Indonesia ngày nay. Từ tháng 5/1883, núi lửa bắt đầu phun trào lẻ tẻ. Chiều 26/8, hoạt động mạnh dần lên, và sáng 27/8 là một chuỗi bốn vụ nổ cực lớn, trong đó vụ thứ ba, khoảng hơn 10 giờ sáng giờ địa phương, là vụ lớn nhất.
Phần lớn hòn đảo biến mất. Những đợt sóng thần cao hàng chục mét tràn vào bờ biển Java và Sumatra; số người thiệt mạng chính thức được ghi là hơn 36.000. Bài này không đi vào thảm hoạ, mà chỉ nhìn vào một khía cạnh khoa học hiếm có: tiếng nổ ấy lớn tới mức nào, và nó cho con người biết gì về âm thanh.
Nghe thấy ở cách gần 5.000 km
Năm 1888, Hội Hoàng gia Anh xuất bản một báo cáo dày về vụ phun trào, tập hợp thư từ, nhật ký tàu, ghi chép của các trạm khí tượng khắp nơi. Trong đó có những ghi nhận về người nghe thấy tiếng nổ ở những nơi rất xa:
- Trên đảo Rodrigues, gần Mauritius, cách khoảng 4.800 km, viên cảnh sát trưởng ghi nhận nghe như tiếng đại bác nổ từ phía đông, khoảng bốn giờ sau vụ nổ. Đây là điểm xa nhất thường được dẫn.
- Nhiều nơi ở Úc, cách hàng nghìn km, người dân tưởng có tàu đang bắn súng cầu cứu ngoài khơi.
- Trên nhiều đảo khắp vùng quần đảo Indonesia và quanh Ấn Độ Dương, các nhật ký tàu và trạm quan sát ghi lại tiếng nổ như pháo đại bác liên hồi.
Theo cách tính thường được dẫn, vùng nghe thấy tiếng nổ trải rộng khoảng một phần mười ba bề mặt Trái Đất. Thử hình dung: một tiếng động phát ra ở eo biển Sunda, và người ở bên kia Ấn Độ Dương vẫn nghe được bằng tai trần.
Con số bốn giờ cho 4.800 km cũng khớp đẹp với tốc độ âm thanh. Chia ra, sóng đi khoảng 330 m/s, đúng cỡ tốc độ âm trong không khí. Vụ nổ không "nhanh" hơn tiếng nói bình thường, nó chỉ mạnh tới mức đi được rất xa trước khi tắt hẳn.
To đến mức nào: các ước tính và giới hạn của chúng
Năm 1883 chưa có máy đo âm. Mọi con số decibel về Krakatoa đều là suy tính ngược từ các dụng cụ khác, nên cần đọc cẩn thận.
- Ở Batavia (nay là Jakarta), cách khoảng 160 km, đồng hồ áp suất của một nhà máy khí đốt ghi lại một cú nhảy áp suất rất lớn. Các ước tính phổ biến hiện nay quy đổi cú nhảy ấy ra mức trên 170 dB, ở khoảng cách hơn trăm km. Đây là con số suy ra, không phải số đo âm trực tiếp.
- Theo các ghi chép thường được dẫn, một con tàu đang ở eo biển cách núi lửa khoảng vài chục km có nhiều thuỷ thủ bị tổn thương màng nhĩ vì tiếng nổ.
Nhắc lại một giới hạn vật lý: trong không khí ở áp suất thường, sóng âm thông thường chỉ đạt tới khoảng 194 dB. Vượt mức đó, vùng giãn của sóng đã gần chạm chân không, sóng biến thành sóng xung kích, đẩy không khí đi chứ không chỉ làm nó dao động. Gần tâm vụ nổ Krakatoa, những gì xảy ra đã vượt khỏi "âm thanh" theo nghĩa thông thường.
| Mức (khoảng) | So sánh để hình dung |
|---|---|
| 60 dB | Nói chuyện bình thường |
| 120–130 dB | Ngưỡng bắt đầu đau tai |
| Khoảng 194 dB | Giới hạn của sóng âm "sạch" trong không khí áp suất thường |
| Trên 170 dB ở khoảng 160 km (ước tính) | Krakatoa 1883, theo cách quy đổi từ áp kế ở Batavia |
Sóng áp suất chạy quanh Trái Đất nhiều vòng
Phần đáng kinh ngạc nhất không nằm ở tai người mà ở các chiếc áp kế. Năm 1883, nhiều trạm khí tượng ở châu Âu, châu Á, châu Mỹ đã có áp kế tự ghi, vẽ đường áp suất không khí lên giấy suốt ngày đêm. Khi các nhà khoa học thu thập những dải giấy này, họ thấy cùng một gợn áp suất bất thường xuất hiện ở trạm này rồi trạm khác, đúng theo thời gian sóng cần để đi từ eo biển Sunda tới đó.
Gợn sóng ấy không dừng lại khi đi hết đường. Nó tiếp tục chạy sang phía bên kia Trái Đất, hội tụ ở điểm đối diện Krakatoa, rồi quay lại. Các trạm ghi được nó đi qua nhiều lần trong khoảng năm ngày, mỗi lần yếu hơn một chút. Phần lớn sóng này là hạ âm, tần số thấp dưới ngưỡng tai nghe, nên không ai nghe thấy, nhưng máy thì "nghe" rất rõ.
Đây là một trong những lần đầu tiên con người có bằng chứng cụ thể rằng một sự kiện ở một điểm có thể làm rung động cả bầu khí quyển của hành tinh. Những dải giấy áp kế năm 1883 vì thế trở thành tư liệu quý cho ngành khoa học khí quyển về sau.
Vì sao âm trầm đi xa còn âm cao tắt sớm
Người nghe ở Rodrigues mô tả tiếng nổ như "đại bác ở xa": một tiếng ầm trầm, đục. Không ai mô tả tiếng "đanh" hay "chát". Lý do nằm ở cách không khí "ăn" âm thanh: âm càng cao càng bị hấp thụ mạnh khi đi xa. Sau vài nghìn km, gần như chỉ còn lại phần trầm.
Ngoài ra, sóng âm lan xa không đi thẳng như tia sáng. Bầu khí quyển có nhiều lớp nóng lạnh khác nhau, và gió trên cao, khiến sóng bị bẻ cong lên rồi dội xuống. Vì vậy có những vùng gần hơn lại không nghe, trong khi nơi xa hơn lại nghe thấy.
Những vụ nổ khác được "nghe" từ rất xa
Krakatoa không phải trường hợp duy nhất, nhưng là trường hợp kinh điển nhất vì được ghi chép kỹ.
- Tunguska, Siberia, năm 1908: một thiên thể nổ trên không trung, quật đổ cây rừng trên vùng rộng lớn. Sóng áp suất cũng được áp kế ở nhiều nơi xa, kể cả ở Anh, ghi lại.
- Hunga Tonga–Hunga Ha'apai, tháng 1/2022: vụ phun trào núi lửa dưới biển ở Thái Bình Dương tạo ra sóng áp suất chạy quanh Trái Đất nhiều vòng, được hàng nghìn trạm đo hiện đại ghi lại. Theo các báo cáo khoa học công bố năm 2022, tiếng nổ được nghe thấy tận Alaska, cách khoảng 10.000 km. Nhờ thiết bị hiện đại, các nhà khoa học có được bức tranh chi tiết mà năm 1883 chỉ có thể ghép lại từ giấy áp kế.
Hai vụ cách nhau gần 140 năm cho thấy cùng một bài học: sóng âm và hạ âm từ những sự kiện cực mạnh có thể đi khắp hành tinh. Ngày nay, mạng lưới trạm đo hạ âm quốc tế được dùng để phát hiện các vụ nổ lớn, thiên thạch bốc cháy trong khí quyển và núi lửa phun ở những nơi xa xôi.
Góc nhìn hôm nay: tiếng nổ lớn và đôi tai
Câu chuyện Krakatoa nhắc một điều thực tế: tiếng nổ lớn ở gần là một trong những thứ làm hại tai nhanh nhất, chỉ cần một lần. Dịp lễ Tết, ở gần pháo hoa, tiếng nổ mìn công trình hay tiếng nổ bình gas, hãy giữ khoảng cách và che tai, đặc biệt với trẻ nhỏ. Đừng bao giờ đứng sát để "nghe cho đã".
Khi nào cần đi khám
- Sau một tiếng nổ lớn mà thấy nghe kém, nghe lùng bùng, ù tai không hết: đi khám chuyên khoa tai mũi họng sớm.
- Nghe kém đột ngột, nhất là một bên tai: đi khám ngay, càng sớm càng tốt.
- Đau tai, chảy máu hoặc chảy dịch ở tai, chóng mặt sau tiếng nổ: cần được khám, không tự nhỏ gì vào tai.
Người muốn tìm hiểu thêm có thể tìm đọc báo cáo của Hội Hoàng gia Anh năm 1888 về vụ phun trào Krakatoa (nhiều thư viện số có bản quét), hoặc sách phổ thông về núi lửa và khí quyển. Hòn đảo con Anak Krakatau, nhô lên từ biển từ năm 1927 ở chính vùng ấy, đến nay vẫn còn hoạt động.
Câu hỏi thường gặp
Âm thanh lớn nhất từng được ghi nhận là gì?
Tiếng nổ của núi lửa Krakatoa ngày 27/8/1883 thường được coi là âm thanh lớn nhất được ghi nhận trong lịch sử. Nó được nghe thấy ở đảo Rodrigues cách khoảng 4.800 km và làm áp kế khắp thế giới ghi lại sóng áp suất.
Tiếng nổ Krakatoa to bao nhiêu decibel?
Không ai đo trực tiếp được vì năm 1883 chưa có máy đo âm. Các ước tính phổ biến quy đổi từ áp kế ở Batavia, cách khoảng 160 km, cho mức trên 170 dB tại đó; đây là con số suy ra, chỉ nên xem là ước lượng.
Krakatoa ở đâu?
Krakatoa nằm ở eo biển Sunda, giữa hai đảo Java và Sumatra của Indonesia. Sau vụ phun trào năm 1883, phần lớn đảo biến mất; năm 1927 đảo con Anak Krakatau nhô lên ở cùng khu vực.
Sóng áp suất của Krakatoa đi quanh Trái Đất mấy lần?
Các áp kế tự ghi ở nhiều nơi trên thế giới ghi nhận sóng đi qua nhiều lần trong khoảng năm ngày, mỗi lần yếu dần. Phần lớn đó là hạ âm, tai người không nghe thấy nhưng máy ghi rõ.
Vì sao tiếng nổ ở xa nghe trầm và đục?
Không khí hấp thụ âm cao mạnh hơn âm trầm, nên càng đi xa phần cao càng mất đi. Tới tai người ở xa chỉ còn tiếng ầm trầm, giống tiếng đại bác vọng lại.
