大きな噴火の音は、どこまで届くの？
― 空気の波が、地球を何周もしたことがあります

花火の音は数キロ、雷の音でも十数キロが限度です。ところが火山の大噴火では、音が数千キロ先で聞かれた記録があります。しかも耳に聞こえないほど低い波になると、地球を一周してもまだ消えませんでした。音がどこまで行けるのかを、いちばん極端な例から見てみます。

音がとんでもなく遠くまで届いた、二つの記録

音とは、空気の圧力がわずかに高くなったり低くなったりして伝わる波です。つまり気圧計に記録された波も、正体は「耳に聞こえないほど低い音」でした。ここから二つのことが見えてきます。ひとつは波の進む道、もうひとつは音の高さです。

波は、空気の層に沿って地球を回った

大気は、地球の表面に貼りついたうすい膜のようなものです。厚さは地球の半径にくらべれば、りんごの皮ほどしかありません。噴火で押し出された空気の圧力は、この膜の中を横に広がっていきます。上へ逃げてしまわず、地面に沿って進むのが特徴です。

図1を見てください。波は噴火した場所から左右に分かれて広がります。地球は丸いので、両側に広がった波は、ちょうど反対側で出会います。そこで止まらずにそのまま進むと、やがて出発した場所へ戻ってきます。これで一周です。トンガの噴火では、この往復が何度も観測されました。

遠くまで残るのは、低い音だけ

もうひとつの理由は、音の高さです。音は空気の中を進むうちに、少しずつ熱に変わって弱まっていきます。これを減衰といいます。そして減衰の速さは、音の高さによって大きく違います。

高い音ほど、空気に吸われて早く消えます。低い音ほど、しぶとく残ります。図2のように、同じ場所から出た音でも、高い音は途中で聞こえなくなり、低い音だけが遠くまで進みます。遠くの花火が「ドン」という低い音に聞こえ、パチパチという細かい音が届かないのも同じ理由です。

噴火が生んだ波は、一回のふるえに何分もかかるほどゆっくりしたものでした。人の耳が聞き取れるのは、おおよそ一秒に20回より速いふるえからです。それよりずっとゆっくりした波は、耳には届きません。その代わり、ほとんど弱まらずに進み続けます。地球を何周もできたのは、聞こえない音だったからです。

まとめ

音がどこまで届くかは、大きさだけでは決まりません。空気という薄い層に沿って進めること、そして低い音ほど弱まりにくいこと。この二つがそろったとき、音は地球を一周してしまいます。花火の音が数キロで消えるのは、高い音がたくさん混ざっているからです。

音は、大きさより「低さ」で遠くへ行く。
聞こえない音ほど、遠くまで旅をしています。

音が思わぬ遠くまで届く話は、ほかにもあります。クジラの声が数百km先まで届くしくみや、夜に遠くの音がよく聞こえる理由も読んでみてください。噴火そのもののしくみは火山はなぜ噴火するの？で説明しています。

※本記事は一般向けの科学解説です。掲載した数値は、しくみを理解するための目安・概算です。火山の活動に関する実際の情報や指示については、気象庁・自治体等の発表に従ってください。