Il a été entendu dans plus de 50 endroits différents dans le monde.
Le 27 août 1883, la Terre a émis un bruit plus fort que tout ce qu’elle a fait depuis.
Il était 10 h 02, heure locale, lorsque le son a émergé de l’île du Krakatoa, située entre Java et Sumatra en Indonésie. Il a été entendu à 1 300 miles de là, dans les îles Andaman et Nicobar (« des sons extraordinaires ont été entendus, comme des tirs d’artillerie ») ; à 2 000 miles de là, en Nouvelle-Guinée et en Australie occidentale (« une série de bruits forts, ressemblant à ceux de l’artillerie en direction du nord-ouest ») ; et même à 3 000 miles de là, dans l’île de Rodrigues, près de l’île Maurice* (« venant de l’est, comme le grondement lointain de canons lourds »). « 1) Au total, il a été entendu par des personnes situées dans plus de 50 lieux géographiques différents, couvrant ensemble une zone représentant un treizième du globe.
Pensez, pour un moment, à quel point c’est fou. Si vous êtes à Boston et que quelqu’un vous dit qu’il a entendu un son venant de New York, vous allez probablement lui jeter un regard amusé. Mais Boston est à seulement 320 km de New York. Ce dont il s’agit ici, c’est d’être à Boston et d’entendre clairement un bruit venant de Dublin, en Irlande. En se déplaçant à la vitesse du son (766 miles ou 1 233 kilomètres par heure), un bruit met environ 4 heures pour parcourir cette distance. Il s’agit du son le plus lointain jamais entendu dans l’histoire.
Alors, qu’est-ce qui pourrait bien créer une telle détonation ? Un volcan du Krakatoa venait d’entrer en éruption avec une force telle qu’elle a déchiré l’île, émettant un panache de fumée qui atteignait 17 miles dans l’atmosphère, selon un géologue qui en a été témoin1. À partir de cette observation, on peut calculer que la fumée a été projetée par le volcan à une vitesse de plus de 1 600 miles par heure, soit près d’un demi-mile par seconde. C’est plus de deux fois la vitesse du son.
Cette explosion a provoqué un tsunami mortel avec des vagues de plus de 30 mètres de haut. Cent soixante-cinq villages et établissements côtiers ont été emportés et entièrement détruits. Au total, les Hollandais (les dirigeants coloniaux de l’Indonésie à l’époque) ont estimé le nombre de morts à 36 417, tandis que d’autres estimations dépassent les 120 000 2,3.
Le navire britannique Norham Castle se trouvait à 40 miles du Krakatoa au moment de l’explosion. Le capitaine du navire écrit dans son journal de bord : « Les explosions sont si violentes que les tympans de plus de la moitié de mon équipage ont été brisés. Mes dernières pensées vont à ma chère épouse. Je suis convaincu que le jour du jugement dernier est arrivé. »
En général, les sons ne sont pas provoqués par la fin du monde mais par des fluctuations de la pression atmosphérique. Le baromètre de l’usine à gaz de Batavia (à 100 miles du Krakatoa) a enregistré le pic de pression qui a suivi à plus de 2,5 pouces de mercure1,2. Cela correspond à une pression sonore de plus de 172 décibels, un bruit d’une intensité inimaginable. Pour replacer cela dans son contexte, si vous utilisiez un marteau-piqueur, vous seriez soumis à environ 100 décibels. Le seuil de douleur humain est proche de 130 décibels, et si vous aviez le malheur de vous tenir à côté d’un moteur à réaction, vous ressentiriez un son de 150 décibels. (Une augmentation de 10 décibels est perçue par les gens comme un son environ deux fois plus fort). L’explosion du Krakatoa a enregistré 172 décibels à 160 km de sa source. Ce bruit est si fort qu’il se rapproche des limites de ce que nous entendons par « son ».
Lorsque vous fredonnez une note ou prononcez un mot, vous agitez des molécules d’air des dizaines ou des centaines de fois par seconde, ce qui fait que la pression de l’air est faible à certains endroits et élevée à d’autres. Plus le son est fort, plus ces mouvements sont intenses et plus les fluctuations de la pression atmosphérique sont importantes. Mais il y a une limite à l’intensité sonore d’un son. À un moment donné, les fluctuations de la pression atmosphérique sont si importantes que les régions de basse pression atteignent la pression zéro – le vide – et il est impossible de descendre plus bas. Cette limite se trouve être d’environ 194 décibels pour un son dans l’atmosphère terrestre. Plus fort, le son ne se contente plus de traverser l’air, il pousse l’air avec lui, créant ainsi une explosion d’air pressurisé en mouvement, appelée onde de choc.
À proximité du Krakatoa, le son a largement dépassé cette limite, produisant un souffle d’air à haute pression si puissant qu’il a rompu les tympans de marins situés à 40 miles de là. Alors que ce son parcourait des milliers de kilomètres, atteignant l’Australie et l’océan Indien, les variations de pression ont commencé à s’atténuer, ressemblant davantage à un coup de feu lointain. Après plus de 3 000 miles de voyage, la vague de pression est devenue trop silencieuse pour être entendue par des oreilles humaines, mais elle a continué à se propager, se répercutant pendant des jours sur le globe. L’atmosphère sonnait comme une cloche, imperceptible pour nous mais détectable par nos instruments.
L’explosion du Krakatoa a enregistré 172 décibels à 100 miles de sa source. C’est si étonnamment fort que l’on s’approche des limites de ce que nous entendons par « son ».
En 1883, les stations météorologiques de nombreuses villes du monde entier utilisaient des baromètres pour suivre les variations de la pression atmosphérique. Six heures et 47 minutes après l’explosion du Krakatoa, un pic de pression atmosphérique est détecté à Calcutta. À 8 heures, l’impulsion atteignait l’île Maurice à l’ouest et Melbourne et Sydney à l’est. À 12 heures, Saint-Pétersbourg a remarqué l’impulsion, suivie de Vienne, Rome, Paris, Berlin et Munich. À 18 heures, l’impulsion a atteint New York, Washington DC et Toronto1. Étonnamment, pendant les cinq jours qui ont suivi l’explosion, les stations météorologiques de 50 villes du monde entier ont observé ce pic de pression sans précédent, qui s’est reproduit comme une horloge, toutes les 34 heures environ. C’est à peu près le temps que met le son pour faire le tour de la planète.
Au total, les ondes de pression du Krakatoa ont fait trois à quatre fois le tour du globe dans chaque direction. (Chaque ville a ressenti jusqu’à sept pics de pression car elle a subi des ondes de choc se déplaçant dans des directions opposées à celles du volcan 1). Pendant ce temps, des stations de marée aussi éloignées que l’Inde, l’Angleterre et San Francisco ont mesuré une augmentation des vagues océaniques simultanément à cette impulsion aérienne, un effet qui n’avait jamais été observé auparavant. C’était un son que l’on ne pouvait plus entendre mais qui continuait à se déplacer autour du monde, un phénomène que les gens ont surnommé « la grande vague d’air ».
Récemment, une incroyable vidéo amateur d’une éruption volcanique prise par un couple en vacances en Papouasie-Nouvelle-Guinée a commencé à faire le tour d’Internet. Si vous regardez attentivement, cette vidéo vous donne une idée de l’onde de pression créée par un volcan.
Lorsque le volcan entre en éruption, il produit un pic soudain de pression atmosphérique. Vous pouvez observer cette onde se déplacer dans l’air, condensant la vapeur d’eau en nuages au fur et à mesure de son déplacement. Les personnes qui prennent la vidéo sont (heureusement) suffisamment éloignées pour que l’onde de pression mette un certain temps à les atteindre. Lorsqu’elle atteint enfin le bateau, quelque 13 secondes après l’explosion, on entend ce qui ressemble à un énorme coup de feu accompagné d’un souffle d’air soudain. Si l’on multiplie 13 secondes par la vitesse du son, on constate que le bateau se trouvait à environ 4,4 kilomètres (2,7 miles) du volcan. Cela ressemble un peu à ce qui s’est passé au Krakatoa, sauf que dans ce cas, le « coup de feu » a pu être entendu non pas à trois mais à trois mille kilomètres de distance, une démonstration époustouflante de l’immense pouvoir destructeur que la nature peut déchaîner.
Aatish Bhatia est un jeune docteur en physique qui travaille à l’université de Princeton pour faire connaître la science et l’ingénierie à un public plus large. Il tient le blog scientifique primé Empirical Zeal, hébergé par Wired, et est présent sur Twitter sous le nom de @aatishb.
References
[1] Judd, John Wesley, et al. The Eruption of Krakatoa: And Subsequent Phenomena. Trübner & Company, 1888. (a comprehensive data-filled report of the Krakatoa eruption commissioned by the Royal Society, accessible for free under public domain)
[2] Winchester, Simon. Krakatoa: The Day the World Exploded. Penguin UK, 2004.
[3] Simkin, Tom, and Richard S. Fiske. Krakatau, 1883, the Volcanic Eruption and Its Effects. Smithsonian Inst Pr, 1983.
