L'incroyable onde sonore du Krakatoa

Anak Krakatoa

Il y a un peu plus de 131 ans se produisait une éruption majeure du Krakatoa. Il y avait suffisamment d'outillage technique à l'époque pour enregistrer les paramètres faisant suite à cette éruption. Après plusieurs autres éruptions et engloutissements des cônes volcaniques reformés, il subsiste aujourd'hui ce qu'on appelle "le fils du Krakatoa", Anak Krakatoa, qui reste actif depuis 1930 et dont la dernière éruption, après 35 autres, remonte à 1997. De ce fait l'île s'agrandit régulièrement.

L'onde sonore fut si puissante qu'elle fit quatre fois le tour de la Terre !

Le 27 août 1883, la Terre émit un vacarme plus intense que tous ceux entendus jusqu'ici.

Lithographie de l'éruption du Krakatoa (extrait d'un livre paru en 1888)

Il était 10h02 quand le bruit émergea de l'île Krakatoa, située entre Java et Sumatra en Indonésie [voir carte, le Krakatoa est au milieu]. Il fut entendu à 2000 km de là dans les îles Andaman et Nicobar ("on entendit des bruits extraordinaires, comme celui d'armes à feu") ; à 3200 km de là en Nouvelle-Guinée et à l'ouest de l'Australie ("Une série de boum très sonores, ressemblant à ceux de l'artillerie vers la direction du nord-ouest") ; et même à 4800 km de là sur l'île Rodrigues dans l'océan Indien, près de l'île Maurice ("venant de l'est, comme un grondement lointain d'armes lourdes"). Le bruit fut entendu en tout par des gens situés sur plus de 50 lieux géographiques différents, couvrant une zone égale au 13ème du globe.

Réfléchissez un moment comme cela a dû être fou. Si vous vous trouvez à Boston et qu'une personne vous dise qu'elle a entendu un énorme bruit venant de New York, vous allez probablement la regarder bizarrement. Mais Boston n'est pourtant qu'à 320 km de New York. Ce dont on parle ici est comme d'être à Boston et d'entendre clairement un bruit venant de Dublin en Irlande. Voyageant à la vitesse du son (333 m/s), il faut environ 4 heures au bruit pour couvrir cette distance. C'est le bruit le plus distant jamais entendu de toute l'histoire.

Qu'est-ce qui pouvait donc créer un bang aussi monumental ? Un volcan sur l'île de Krakatoa venait d'entrer en éruption avec une telle force qu'il réduisit l'île en morceaux, émettant un panache de fumée qui monta à 27 km dans l'atmosphère, selon le géologue qui en fut témoin. Vous pouvez utiliser cette observation pour calculer que ce truc a été craché par le volcan à plus de 2575 km/h. C'est plus de deux fois la vitesse du son.

Cette explosion créa un tsunami meurtrier avec des vagues dépassant les 30 mètres. 165 villages et campements côtiers furent balayés et entièrement détruits. Les hollandais (les colons qui dirigeaient l'Indonésie à l'époque) estimèrent le nombre de victimes à 36.417, pendant que d'autres parlaient de 120.000.

Le navire britannique Norham Castle croisait à 65 km du Krakatoa au moment de l'explosion. Le capitaine du navire écrivit dans son journal de bord, "Les explosions sont si violentes que le tympan de plus de la moitié de mon équipage a éclaté. Mes dernières pensées vont à ma chère épouse. Je suis convaincu que le Jour du Jugement est arrivé".

Une carte montrant la zone dans laquelle fut entendue l'explosion du Krakatoa. (1888)

En général, ces bruits sont causés non par la fin du monde mais par des fluctuations acoustiques de l'air. Un baromètre d'une usine à gaz de Batavia [capitale des Indes néerlandaises à l'époque] enregistra à la suite de l'explosion un pic de pression supérieur à 6,35 cm de mercure. Qu'on peut convertir en une pression acoustique de plus de 172 décibels, un bruit d'une puissance inimaginable. Pour imager la chose, si vous utilisez un marteau-piqueur, vous seriez soumis à environ 100 décibels. Le seuil humain de tolérance à la douleur est proche de 130 décibels et si vous aviez la malchance de vous tenir près du moteur d'un avion à réaction, vous feriez l'expérience d'un son de 150 décibels (une augmentation de 10 décibels est perçu par les gens comme résonant à peu près deux fois plus fort). L'explosion du Krakatoa a été enregistrée à 172 décibels à 160 km de la source. C'est un bruit si incroyablement fort qu'il dépasse les limites de ce que nous entendons par "bruit".

Quand vous fredonnez une chanson ou prononcez un mot, vous agitez des molécules d'air dans tous les sens des dizaines et des centaines de fois par seconde, ce qui fait que la pression de l'air est faible à certains endroits et forte à d'autres. Plus le son est fort, plus l'agitation est intense et plus les fluctuations de l'air sont importantes. Mais il y a une limite à la force que peut produire un son. À un moment les fluctuations de la pression de l'air sont si grandes que les régions à faible pression arrivent à une pression 0 – le vide - et on ne peut rien produire de plus faible. La limite supérieure se situe à environ 194 décibels pour un son en atmosphère terrestre. S'il est plus fort, le son ne fera plus que juste traverser l'air, il le repoussera en fait en l'entraînant avec lui, créant une explosion sous pression de l'air en mouvement, connue sous le nom d'onde de choc.

Plus près du Krakatoa, le son était bien au-dessus de cette limite, produisant une explosion d'air à haute pression si puissante qu'elle creva les tympans de marins à 65 km de là. Comme ce son a voyagé à des milliers de kilomètres, atteignant l'Australie et l'Océan Indien, la pression a commencé à diminuer, résonant davantage comme le tir lointain d'une arme à feu. Voyageant sur plus de 4800 km, l'onde de pression s'est étendue trop lentement pour être entendue par des oreilles humaines, mais elle a continué à avancer, résonant pendant des jours autour du globe. L'atmosphère résonnait comme une cloche, bruit imperceptible pour nous mais détectable par des instruments.

En 1883, les stations météo des cités autour du monde se servaient de baromètres pour suivre les changements de pression atmosphérique. Six heures et 47 minutes après l'explosion du Krakatoa, un pic de pression fut détecté à Calcutta. C'est 8 heures après que l'impulsion atteignit l'île Maurice à l'ouest, Melbourne et Sydney à l'est. Douze heures après et Saint-Pétersbourg nota l'impulsion, suivie de Vienne, Rome, Paris, Berlin et Munich. En 18 heures l'impulsion avait atteint New York, Washington et Toronto. Chose étonnante, pendant les 5 jours qui ont suivi l'explosion, les stations météo de 50 villes autour du globe observèrent ce pic sans précédent se reproduisant comme une horloge, toutes les 34 heures approximativement. C'est en gros le temps qu'il faut pour que le son parcoure toute la planète.

Les ondes de pression du Krakatoa firent en tout trois ou quatre fois le tour du globe dans chaque direction. (chaque ville ressentit jusqu'à 7 pics de pression parce qu'elles subirent les ondes de choc voyageant dans des directions opposées à partir du volcan). Pendant ce temps, des stations d'enregistrement des marées de régions aussi éloignés que l'Inde, l'Angleterre et la Californie mesurèrent une élévation des vagues en même temps que la pulsion de l'air, un effet qui n'avait jamais été observé auparavant. Ce n'était plus le son, qui était devenu inaudible, mais ce mouvement continu autour du monde, phénomène surnommé "la grande vague d'air" par les gens.

Récemment, l'incroyable vidéo d'une éruption volcanique tournée par un couple en vacances en Papouasie Nouvelle-Guinée a commencé à faire le tour d'internet. Si vous regardez de près, cette vidéo vous donnera une idée de l'onde de pression créée par un volcan [éruption du mont Tavurvur du 29 août 2014].

https://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=BUREX8aFbMs

Quand un volcan entre en éruption, il produit un pic soudain dans la pression de l'air ; vous pouvez en fait l'observer quand il traverse l'air, condensant de la vapeur d'eau qui se transforme en nuages pendant son parcours. Les gens qui filment sont (heureusement) suffisamment loin avant que l'onde de pression ne les atteigne. Quand elle atteint enfin le bateau, quelque 13 secondes après l'explosion, vous entendez ce qui ressemble à un énorme coup de feu accompagné d'une secousse soudaine de l'air. Multiplier 13 secondes par la vitesse du son nous apprend que le bateau se trouvait à environ 4,4 km du volcan. C'est plus ou moins assimilable à l'événement du Krakatoa, sauf que le "coup de feu" a pu dans ce cas s'entendre dans ce cas non pas à 4 km seulement, mais à presque 5000 km de là, démonstration stupéfiante de l'immense pouvoir que peut libérer la nature.

Par le site Nautilus, septembre 2014
Traduit par Hélios

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