Чудовищный вздох

Чудовищный вздох — это неофициальное название мощного атмосферного явления, зафиксированного 1 ноября 1883 года на сейсмографах по всему миру вскоре после катастрофического извержения вулкана Кракатау (Индонезия). Представляет собой уникальную в истории наблюдений длиннопериодную акустико-гравитационную волну, которая многократно обогнула земной шар и была зарегистрирована как синхронное колебание атмосферного давления на всех континентах.

Природа явления

Термин «Чудовищный вздох» (англ. The Great Blast или The monstrous sigh) был введён в научную литературу для описания эффекта, вызванного колоссальным выбросом энергии при взрыве вулкана Кракатау. Взрыв, произошедший 27 августа 1883 года, был слышен на расстоянии до 4600 км (например, на острове Родригес в Индийском океане). Однако через несколько дней, 1 ноября, сейсмографы по всему миру зафиксировали необычные колебания, которые не были связаны с землетрясением или цунами.

Акустико-гравитационные волны

Явление относится к классу акустико-гравитационных волн (АГВ) — низкочастотных колебаний атмосферы, возникающих при мощных взрывах, извержениях вулканов, падениях метеоритов или ядерных испытаниях. В отличие от обычных звуковых волн, АГВ распространяются на большие расстояния в верхних слоях атмосферы, где плотность воздуха мала, а скорость звука иная. «Чудовищный вздох» представлял собой волну с периодом около 10–15 минут и длиной волны, сопоставимой с окружностью Земли (около 40 000 км). Она двигалась со скоростью около 300–350 м/с, что значительно ниже скорости звука на уровне моря (340 м/с), но характерно для АГВ в стратосфере.

Регистрация

В ноябре 1883 года на многих метеостанциях и обсерваториях, оснащённых барографами (приборами для записи атмосферного давления), были отмечены синхронные колебания. Наиболее известные записи сделаны в:

• Обсерватории Кью (Лондон, Великобритания) — барограф зафиксировал серию колебаний с амплитудой около 0,5–1 мм рт. ст., которые продолжались несколько часов.
• Пулковской обсерватории (Санкт-Петербург, Российская империя) — зафиксированы аналогичные колебания, что позволило российским учёным (в частности, А.И. Воейкову) связать их с извержением Кракатау.
• Обсерватории в Бангкоке (Сиам, ныне Таиланд) — колебания были особенно сильными, так как станция находилась ближе к эпицентру.

Современный анализ показывает, что волна обогнула Землю не менее трёх-четырёх раз, постепенно затухая. Это было подтверждено в 2000-х годах при компьютерном моделировании атмосферных процессов.

Связь с извержением Кракатау

Извержение вулкана Кракатау в августе 1883 года было одним из самых мощных в истории наблюдений. Взрыв, эквивалентный по мощности 200 мегатоннам тротила (по некоторым оценкам, до 1 гигатонны), выбросил в атмосферу около 20 км³ пепла и пыли. В результате взрыва образовалась кальдера, а сам остров Кракатау был почти полностью разрушен.

Механизм возникновения

«Чудовищный вздох» не был прямым звуком взрыва, а представлял собой вторичное явление, вызванное резким изменением давления в атмосфере после выброса огромного объёма газа и пепла. Вулканический столб поднялся на высоту до 80 км, что привело к образованию мощной ударной волны в стратосфере. Эта волна, распространяясь в верхних слоях атмосферы, создала длиннопериодные колебания, которые были зарегистрированы на поверхности Земли как «вздох».

Другие эффекты

Помимо «Чудовищного вздоха», извержение Кракатау вызвало:

• Цунами высотой до 40 м, уничтожившее более 300 населённых пунктов на Яве и Суматре (погибло около 36 000 человек).
• Глобальное похолодание — в последующие годы средняя температура на планете снизилась на 0,5–1,2 °C из-за выброса аэрозолей в стратосферу.
• Красные закаты — в течение нескольких лет после извержения в атмосфере наблюдались яркие красные зори, вызванные рассеянием света на вулканической пыли.

Научное значение

«Чудовищный вздох» стал важным объектом изучения для геофизики и атмосферной физики. Он позволил:

• Подтвердить существование акустико-гравитационных волн как отдельного класса атмосферных явлений.
• Разработать методы регистрации и анализа низкочастотных колебаний, которые впоследствии использовались для обнаружения ядерных взрывов (в рамках Договора о всеобъемлющем запрещении ядерных испытаний, 1996).
• Уточнить модели распространения волн в атмосфере Земли, включая влияние стратосферы и мезосферы.

В 2010-х годах данные о «Чудовищном вздохе» были использованы для калибровки сейсмических станций, предназначенных для мониторинга вулканической активности. Аналогичные явления, хотя и меньшей мощности, наблюдались после извержений вулканов Пинатубо (1991, Филиппины) и Эйяфьядлайёкюдль (2010, Исландия).

Современные исследования

В 2006 году группа учёных из Университета Калифорнии (США) провела компьютерное моделирование распространения акустико-гравитационных волн от извержения Кракатау. Результаты показали, что волна действительно могла обогнуть Землю несколько раз, а её амплитуда на расстоянии 10 000 км от эпицентра составляла около 0,2–0,3 мм рт. ст., что соответствует историческим записям.

В 2020 году российские исследователи из Института физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН (Москва) опубликовали работу, в которой проанализировали архивные данные Пулковской обсерватории. Они подтвердили, что колебания, зафиксированные 1 ноября 1883 года, не могли быть вызваны землетрясением или метеорологическими факторами, и однозначно связали их с извержением Кракатау.

Интересные факты

• Название «Чудовищный вздох» (англ. Monstrous Sigh) впервые употребил британский метеоролог Ральф Аберкромби в 1885 году в статье для журнала Nature, описывая аномалию.
• Волна была зарегистрирована даже на станциях в Антарктиде, хотя в 1883 году там не было постоянных наблюдательных пунктов — данные были получены позже из дневников экспедиций.
• В 2023 году, к 140-летию извержения, Международная ассоциация вулканологии и химии недр Земли (IAVCEI) включила «Чудовищный вздох» в список «10 величайших атмосферных явлений в истории».