Книга звука. Научная одиссея в страну акустических чудес

Я пишу это в полной темноте. На нас обрушился непрекращающийся дождь из пемзы и пыли. Грохот взрывов так силен, что у половины моей команды лопнули барабанные перепонки. Мои последние мысли обращены к дорогой жене. Думаю, настал Судный день[329].

Капитан Сэмпсон находился всего в нескольких десятках миль от индонезийского вулкана. Взрыв был настолько мощным, что его звук слышали на острове Родригес посреди Индийского океана, в 5000 километров от Индонезии. Начальник полиции на Родригесе, Джеймс Уоллис, отмечал: «Несколько раз за ночь… приходили сообщения, что на востоке слышался звук, похожий на далекие выстрелы из тяжелых орудий». Для звука это огромное расстояние – примерно как от Лондона до Мекки в Саудовской Аравии[330].

Я помню информационные сообщения о взрыве горы Сент-Хеленс в штате Вашингтон в 1980 г. Если бы звук взрыва был таким же мощным, как при извержении Кракатау, его можно было бы услышать по всей северной части США и в Ньюфаундленде на восточном побережье Канады.

Звук взрывов от Кракатау был слышен на огромном расстоянии, но другие, неслышные звуки распространяются еще дальше. Вулканические взрывы генерируют мощный ультразвук, то есть звук низкой частоты, недоступный человеческому слуху. (Нижний порог слышимости приблизительно 20 Гц.) Барометры по всему миру зарегистрировали инфразвук от Кракатау, показав, что инфразвуковые волны обогнули земной шар семь раз, пройдя расстояние около 200 000 километров, прежде чем ослабли до такой степени, что приборы перестали их чувствовать.

В наше время ученые следят за инфразвуковым излучением вулканов, чтобы предсказывать и классифицировать вулканические взрывы – в дополнение к измерению колебаний почвы с помощью сейсмометров. Характер ультразвука определяют процессы, происходящие в земных недрах, и это дает уникальную возможность понять, что происходит в вулкане, находясь на безопасном расстоянии.

Вулканы издают и другие, не такие громкие, но хорошо слышимые звуки – хлопки лопающихся пузырей, шлепки выплескивающейся на камни магмы, шипение и рев вырывающихся из-под земли струй газа. Услышать все это, не подвергая себя опасности рядом с действующим вулканом, можно в активной геотермальной зоне.

Исландию часто называют наглядным пособием по геологии, которое позволяет услышать звуки, отражающие те силы, что формируют облик Земли. Остров расположен на Срединно-Атлантическом хребте, между Североамериканской и Евроазиатской тектоническими плитами. Расходящиеся плиты формируют ландшафт острова с помощью землетрясений и вулканической активности; местность здесь усеяна туфовыми конусами, бугристыми лавовыми полями и трещинами. В долине Хверир земля персикового цвета выглядит так, словно страдает от хронической угревой сыпи желтого цвета. В нос бьет неприятный серный запах, и туристы должны смотреть под ноги, чтобы не провалиться по колено в обжигающую жижу.

То тут, то там попадаются доходящие до пояса пирамиды из камней, гравия и земли, которые угрожающе шипят, выпуская пар, – такое впечатление, что они готовы взорваться в любую секунду. Грунтовые воды просачиваются в глубину приблизительно на полмили, нагреваются магмой и с силой вырываются на поверхность в виде перегретого пара с температурой около 200 °C. Пар, с большой скоростью выходящий из отверстий, вызывает колебания воздуха. В результате возникают невидимые завихрения, которые издают шипящий звук. Эти маленькие вихри можно представить как крошечные версии Большого Красного Пятна на Юпитере или торнадо.

В других местах бурлят и булькают воронки с серой грязью. Они кажутся живыми: одни пузырятся, как густой и вязкий гороховый суп, другие бурлят и брызгают, подобно неаппетитной овсяной каше на сильном огне. Почти регулярный ритм некоторых воронок похож на музыку, проигрываемую в ускоренном темпе. Сернистый водород не только имеет неприятный запах, но и способствует образованию жидкой грязи в булькающих воронках, поскольку серная кислота растворяет камни[331]. Жижа из воронок подбрасывается в воздух струями перегретого пара и с громким шлепком возвращается обратно. Никто из ученых не исследовал акустику воронок с грязью, но я полагаю, что источником звука в них служат пузыри, как в водопадах.