เสียงระเบิดภูเขาไฟที่ดังที่สุดในโลก

ในวันที่ 27 สิงหาคม 1883 พื้นโลกได้เปล่งเสียงดัง
ดังยิ่งกว่าเสียงใด ๆ ที่คนเราเคยได้ยินมาก่อน
มันเป็นเวลา 10:02 ก่อนเที่ยงตามเวลาท้องถิ่น
เสียงที่ดังขึ้นมาจากเกาะกรากะตัว Krakatoa ซึ่งอยู่ระหว่างเกาะชวา กับ เกาะสุมาตรา
เสียงนี้ได้ยินอย่างชัดเจนในระยะทาง 1,300 ไมล์ในหมู่เกาะอันดามันและนิโคบาร์
เสียงดังมากคล้ายกับการยิงปืนใหญ่จำนวนหลายนัด
ที่ระยะทาง 2,000 ไมล์ในนิวกีนีและออสเตรเลียตะวันตก
มีรายงานว่ามีเสียงดัง คล้ายกับการยิงปืนใหญ่ที่มาจากทางทิศตะวันตกเฉียงเหนือ
และที่ระยะทาง 3,000 ไมล์ในหมู่เกาะโรดริเกสมหาสมุทรอินเดีย ใกล้หมู่เกาะมอริเซียส
มาจากทางด้านตะวันออก เสียงดังแต่ใกลคล้ายการยิงปืนใหญ่ขนาดหนัก
และเสียงนี้มีผู้คนได้ยินมากกว่า  50 ตำแหน่งพื้นที่ทางภูมิศาสตร์ครอบคลุมพื้นที่ทั่วโลก

ลองคิดดูว่า มันจะเป็นไปได้หรือไม่
ถ้าคุณอยู่ในบอสตัน และมีใครสักคนบอกคุณว่า
ได้ยินเสียงมาจากมหานครนิวยอร์ค คุณคงจะหัวเราะหนักมาก
เพราะบอสตันอยู่ห่างราว 200 ไมล์จากมหานครนิวยอร์ค
แต่สิ่งที่กำลังพูดถึงนี้ ในบอสตัน จะได้ยินเสียงมาจากดับบลิน ไอร์แลนด์
เสียงเดินทางด้วยความเร็ว 766 ไมล์หรือ 1,233 กิโลเมตรต่อชั่วโมง
โดยเสียงนี้ใช้เวลาเดินทางราว 4 ชั่วโมงก็ครอบคลุมไปถึงพื้นที่ดังกล่าวแล้ว
เสียงนี้กลายเป็นเสียงที่เดินทางระยะไกลที่สุด
ที่คนเคยได้ยินกันและมีการจดบันทึกไว้ในประวัติศาสตร์

---

เป็นไปได้หรือไม่ ที่แผ่นดินไหวสร้างเสียงระเบิดอย่างแรง
ภูเขาไฟ Krakatoa ได้ระเบิดอย่างรุนแรงจนแยกเกาะออกจากกัน
และพ่นเปลวไฟและควันขึ้นสูงถึง 17 ไมล์ขึ้นบนชั้นบรรยากาศ
ตามรายงานของนักธรณีวิทยาที่ได้สังเกตเห็นการระเบิดครั้งนี้
ซึ่งสามารถคำนวณประมาณการได้ว่า
สิ่งที่พ่นออกมาจากภูเขาไฟพุ่งออกมาด้วยความเร็ว
มากกว่า 1,600 ไมล์ต่อชั่วโมง หรือเกือบครึ่งไมล์ต่อวินาที
ซึ่งเร็วกว่าความเร็วของเสียงถึง 2 เท่า

การระเบิดครั้งนี้ได้สร้างคลื่นซูนามิ
ที่มีความสูงของคลื่นมากกว่า 100 ฟุต(30 เมตร)
หมู่บ้านตามชายฝั่งมากกว่า 165 แห่ง
ถูกกวาดหายไปพร้อมพังทะลายลงในชั่วพริบตา
ในเวลานั้นดัชต์ยังเป็นเจ้าอาณานิคมอินโดนีเซีย
ได้ประมาณการว่ามีคนตายราว 36,417 คน
ในขณะที่บางแหล่งประมาณการว่ามีคนตายมากกว่า 120,000 คน

แม้แต่เรือ Norham Castle ของอังกฤษ
ที่อยู่ห่างจากจุดระเบิดของภูเขาไฟ Krakatoa 40 ไมล์
กัปตันเรือได้จดบันทึกในปูมเรือว่า
" ความรุนแรงของเสียงระเบิด  ทำให้แก้วหูลูกเรือของผมแตก
ลูกเรือมากกว่าครึ่งหนึ่งต้องหูดับไปเลย  ในวาระสุดท้าย ผมคิดถึงแต่ภริยาที่รักของผม
ผมคิดว่าวาระสุดท้ายของวันพิพากษาโลกมาถึงแล้ว Day of Judgement ”

แต่เสียงดังครั้งนี้ ไม่ใช่วันสิ้นสุดของโลก
แต่คือ ความผันผวนของแรงดันอากาศ
เพราะบารอมิเตอร์ที่โรงกลั่น Batavia
อยู่ห่างออกไป 100 ไมล์จากภูเขาไฟ Krakatoa
ได้บันทึกแรงดันอย่างต่อเนื่องที่แรงดันมากกว่า 2.5 นิ้วของปรอท
สามารถแปลงกลับมาเป็นความดังเสียงมากกว่า 172 เดซิเบล
ซึ่งกลายเป็นเสียงดังอย่างเหลือเชื่อ

ในบริบทของการทำงานทั่วไป
ถ้าเครื่องเจาะหินที่ใช้แรงดันอากาศจะมีเสียงดังประมาณ 100 เดซิเบล
เกณฑ์ที่มนุษย์จะเจ็บปวดจากเสียงดังอยู่ที่ระดับใกล้เคียงกับ 130 เดซิเบล
และหากโชคร้ายไปยืนอยู่ข้างเครื่องบินไอพ่นจะรู้สึกได้ถึงเสียงดังที่ 150 เดซิเบล
(การเพิ่มขึ้นของเสียงที่ 10 เดซิเบล การได้ยินของคนจะดังประมาณ 2 เท่า)
การระเบิดของภูเขาไฟ Krakatoa มีความดังที่ 172 เดซิเบลที่ระยะทาง 100 ไมล์จากแหล่งข้อมูล
นี่กลายเป็นเสียงดังมากอย่างแรง ที่จะทำให้คนเรารู้สึกถึงขีดจำกัดของสิ่งที่เราให้นิยามถึงคำว่า เสียง

เมื่อมีการพลิกกระดาษหรือพูดอะไรสักคำ
ก็จะมีการผลักโมเลกุลของอากาศไปไกลได้หลายสิบหรือหลายร้อยครั้งต่อวินาที
ทำให้แรงดันอากาศจะลดลงในบางแห่งและเพิ่มสูงขึ้นในที่อื่น ๆ
เสียงที่ดังขึ้น รุนแรงมากขึ้น เคลื่อนที่ไปมา
ขึ้นกับความผันผวนของแรงดันอากาศที่มีขนาดใหญ่
แต่มันก็มีข้อจำกัดว่า เสียงจะดังมากแค่ไหน
ในบางจุดแรงดันอากาศในบริเวณที่เป็นสูญญากาศ
แทบจะไม่มีเสียงเลยเพราะไม่มีตัวกลางโมเลกุล
แต่ขึดจำกัดของแรงดันอากาศจะเกิดเสียงขึ้นได้
ดังที่สุดประมาณ 194 เดซิเบลในชั้นบรรยากาศของโลก
และเสียงนอกจากจะไม่ได้ไหลผ่านอากาศเพียงอย่างเดียวอีกต่อไปแล้ว
แต่จะผลักดันอากาศออกไปพร้อม ๆ กับ
ทำให้เกิดการระเบิดของแรงดันอากาศ ที่เรียกว่า คลื่นกระแทก

---

ยิ่งใกล้กับภูเขาไฟ Krakatoa เสียงจะดังเกือบถึงขีดจำกัดนี้
ซึ่งสามารถสร้างแรงดันอากาศที่ทรงพลังมากเพียงพอ
จะทำลายแก้วหูของลูกเรือที่ระยะห่างออกไปถึง 40 ไมล์
และเสียงดังกล่าวได้เดินทางไปหลายพันไมล์
ไปไกลถึงออสเตรเลีย และมหาสมุทรอินเดีย
คลื่นเสียงเริ่มลดน้อยถอยลง ดังคล้ายกับเสียงปืนยิงจากที่ไกล
ระยะทางมากกว่า 3,000 ไมล์ที่เสียงนี้เดินทาง
แรงดันคลื่นเสียงจะเดินทางไปอย่างเงียบ ๆ ในระดับที่คนไม่ได้ยิน
แต่มันก็ยังเดินมุ่งหน้าต่อไปและสะท้อนเสียงไปรอบโลกเป็นเวลาหลายวัน
ในชั้นบรรยากาศจะมีเสียงดังเหมือนระฆัง
แต่คนเราไม่ได้ยิน แต่เครื่องมือวัดของคนสามารถจับสัญญาณได้

ในปี 1883 สถานีตรวจวัดอากาศในหลายเมืองทั่วโลก
ได้ใช้บารอมิเตอร์เพื่อติดตามความเปลี่ยนแปลงของความดันชั้นบรรยากาศ
หลังจากระเบิดของภูเขาไฟ Krakatoa เวลา 6 ชั่วโมง 47 นาที ที่กัลกัตตาตรวจจับแรงกดอากาศได้
8 ชั่วโมงคลื่นก็ไปถึงมอริเชียสทางตะวันตก เมลเบิร์นและซิดนีย์ทางตะวันออก
12 ชั่วโมงไปถึงเซนต์ปีเตอร์สเบิร์ก และสังเกตเห็นคลื่นในเวลาต่อมาที่ เวียนนา โรม ปารีส เบอร์ลินและมิวนิก
และเมื่อเวลาผ่านไปถึง 18 ชั่วโมง คลื่นลูกนี้ได้ไปถึงนิวยอร์ก วอชิงตันดี.ซี. และโตรอนโต
เรื่องที่น่าแปลกใจก็คือ การระเบิดนี้กินเวลาถึง 5 วันหลังจากนั้น
สถานีตรวจวัดอากาศใน 50 เมืองทั่วโลกได้สังเกตการณ์เห็น
แรงดันอากาศที่เกิดขึ้นเป็นประวัติการณ์ครั้งนี้
คล้ายการทำงานของกลไกนาฬิกาประมาณว่าทุก 34 ชั่วโมงต่อครั้ง  
นั่นหมายความว่าจะใช้เวลานานเท่าใดในการที่คลื่นเสียงเดินทางไปรอบโลก

ในที่สุด แรงดันคลื่นเสียงจากภูเขาไฟ Krakatoa
ได้วนรอบโลก 3-4 ครั้งในแต่ละทิศทาง
ในแต่ละเมืองรู้สึกถึงแรงดันอากาศกระแทกถึง 7 ครั้ง
เพราะจากประสบการณ์ที่ว่าคลื่นเสียงกำลังกระแทก
ในทิศทางตรงกันข้ามจากภูเขาไฟระเบิด

ในขณะเดียวกันที่ สถานีตรวจวัดน้ำขึ้นน้ำลง
ในอินเดีย อังกฤษและซานฟรานซิสโก
สามารถตรวจวัดคลื่นมหาสมุทร
ที่ขึ้นสูงพร้อมกับแรงดันอากาศครั้งนี้
ทำให้มีผลลัพธ์อย่างที่ไม่เคยเห็นมาก่อนเลย
มันเป็นเสียงที่ไม่สามารถได้ยินได้อีกต่อไป
แต่ยังคงมีการเคลื่อนไหวไปรอบโลก
ซึ่งเป็นปรากฏการณ์ที่ผู้คนเรียกกันว่า  
คลื่นผ่านอากาศครั้งยิ่งใหญ่

---

เมื่อเร็ว ๆ นี้ มีวิดีโอที่คู่รักสองคนได้ถ่ายภาพการปะทุของภูเขาไฟในปาปัวนิวกินี
ขณะที่เดินทางท่องเที่ยวในวันหยุดและได้เผยแพร่บนอินเทอร์เน็ต
ถ้าสังเกตอย่างใกล้ จะทำให้รู้สึกถึงแรงดันคลื่นที่เกิดขึ้นโดยภูเขาไฟ
เพราะเมื่อภูเขาไฟปะทุจะก่อให้เกิดความกดอากาศสูงขึ้นอย่างรวดเร็ว
ซึ่งสามารถชมได้ ขณะที่มันเคลื่อนที่ผ่านอากาศ
และการควบแน่นไอน้ำเป็นกลุ่มก้อนคล้ายเมฆขณะเคลื่อนตัว
โชคดีที่คนถ่ายวิดีโออยู่ไกลพอสมควรในขณะที่แรงดันคลื่นอากาศ
ต้องใช้เวลาสักระยะหนึ่งในการเข้าไปถึงตัวพวกเขา

ในที่สุดมันก็กระทบเรือประมาณ 13 วินาทีหลังจากการระเบิด
จะได้ยินเสียงคล้ายปืนใหญ่ที่เกิดขึ้นพร้อมกับการระเบิดของอากาศอย่างฉับพลัน
ให้คูณ 13 วินาทีด้วยความเร็วของเสียงจะบอกได้ว่า
เรืออยู่ห่างประมาณ 4.4 กิโลเมตรหรือห่างจากภูเขาไฟประมาณ 2.7 กิโลเมตร
เรื่องนี้ค่อนข้างคล้ายกับเรื่องราวที่เกิดขึ้นที่ภูเขาไฟ Krakatoa
ยกเว้นแต่ เสียงปืนใหญ่ ที่ได้ยินไม่ใช่แค่เพียง 3 ไมล์
แต่ได้ยินห่างไกลออกไปถึง 3,000 ไมล์
เป็นการแสดงแสนยานุภาพครั้งยิ่งใหญ่ของธรรมชาติ
ที่ปลดปล่อยพลังจากใต้พื้นโลกออกมาให้ชาวโลกรับรู้

อัตราเร็วของเสียง คือ ระยะทางที่เสียงเดินทางไปในตัวกลางใดๆ ได้ในหนึ่งหน่วยเวลา
โดยทั่วไปเสียงเดินทางในอากาศที่มีอุณหภูมิ 25°C (= 298,15 K) ได้ประมาณ 346 เมตร/วินาที
และในอากาศที่อุณหภูมิ 20°C ได้ประมาณ 343 เมตร/วินาที
อัตราเร็วที่เสียงเดินทางได้นั้นอาจมีค่ามากขึ้นหรือน้อยลงขึ้น
อยู่กับอุณหภูมิของตัวกลางเป็นหลัก และอาจได้รับอิทธิพลจากความชื้นบ้างเล็กน้อย แต่ไม่ขึ้นกับความดันอากาศ

การเดินทางของเสียงอาศัยการสั่นของโมเลกุลของตัวกลาง
ดังนั้นเสียงจะเดินทางได้เร็วขึ้นหากตัวกลางมีความหนาแน่นมาก
ทำให้เสียงเดินทางได้เร็วในของแข็ง แต่เดินทางไม่ได้ในอวกาศ
เพราะอวกาศเป็นสุญญากาศจึงไม่มีโมเลกุลของตัวกลางอยู่


เรียบเรียง/ที่มา


https://goo.gl/rbT51F

---

หนังสืออ้างอิง

1. Judd, J.W., et al. The Eruption of Krakatoa, and Subsequent Phenomena Trübner & Company, (1888).
2. Winchester, S. Krakatoa: The Day the World Exploded Penguin, London, United Kingdom (2004) © https://goo.gl/bNK44A
3. Simkin, T. & Fiske, R.S. Krakatau, 1883, the Volcanic Eruption and Its Effects Smithsonian Institution Scholarly Press, Washington, D.C. (1983). © https://goo.gl/AuheB1

---

---

หมายเหตุ



ราวหนึ่งเดือนต่อมา มีใบบอกจากคนนอก/ปักษ์ใต้ ว่า
มีคลื่นทะเลซัดเข้าหาฝั่งสูงพ้นยอดมะพร้าว
ทางอำมาตย์ในเมืองหลวงบอกเชื่อถือไม่ได้
คลื่นอะไรจะสูงปานนั้นน่าจะพูดจาเพ้อเจ้อเหลวไหล

เหตุการณ์ครั้งนึ้ น่าจะทำให้ชาวเล/มอแกน ถอดบทเรียน
นำประสบการณ์มาสอนลูกหลานเป็นเพลงว่า
นำ้ทะเลลดลงอย่างรวดเร็ว ให้รีบวิ่งขึ้นที่สูงโดยพลัน
ตามงานวิจัยทัองถิ่นฝั่งอันดามันของไทย หลังเกิดเหตุซูนามิ ปี 2556

---

สยามเคยเกิดคลื่นซูนามิมาแล้ว 4 ครั้ง
(1) 26 ธันวาคม 2547
(2) 27 สิงหาคม 2426
(3) ร่องรอยตะกอนดินตรวจอายุโดยวิธีคาร์บอน 14 (Carbon-14 and AMS)
พบว่า ชั้นบนสุดของตะกอนซูนามิโบราณมีอายุราว 600 ปีมาแล้ว
ซึ่งจัดได้ว่าเป็นซูนามิโบราณที่เกิดขึ้นระหว่างตอนปลายสมัยสุโขทัยถึงอยุธยาตอนต้น
(4) พื้นที่ทับละมุแสดงอายุซูนามิในอดีตที่เก่าแก่มาก คือราว 2,000 กว่าปีมาแล้ว