Подводный вулкан извергся в январе недалеко от тихоокеанского острова Тонга и послал мощные волны давления в атмосферу Земли, где они несколько раз обогнули планету.
Последним вулканом, который вызвал такие крупные пульсации в атмосфере, был Кракатау в 1883 году, во время одного из самых разрушительных вулканических извержений в зарегистрированной истории, показывает новое исследование.
«Это атмосферное волновое событие было беспрецедентным в современной геофизической летописи», — сказал первый автор исследования Робин Матоза, доцент кафедры наук о Земле Калифорнийского университета в Санта-Барбаре.
Исследование, опубликованное в четверг (12 мая) в журнале Science, показало, что импульс давления, созданный вулканом Тонга, был «сопоставим по амплитуде с извержением Кракатау 1883 года и на порядок больше, чем извержение вулкана Сент-Хеленс 1980 года», — сказал Матоза по электронной почте Live Science.
Чем выше амплитуда волны, тем она мощнее».
Второе исследование, также опубликованное 12 мая в журнале Science, предполагает, что этот мощный импульс не только всколыхнул атмосферу, но и послал рябь по океану внизу.
На самом деле, атмосферные волны породили небольшие, быстро перемещающиеся метеоцунами — то есть серии волн, вызванных нарушениями давления воздуха, — которые достигли берега за несколько часов до обычных, сейсмически обусловленных цунами, порожденных взрывом вулкана.
Эти небольшие «предвестники» цунами наблюдались по всему миру, в основном в Тихом океане, но также в Атлантическом океане и Средиземном море, что удивительно, сказал Тацуя Кубота, научный сотрудник Национального научно-исследовательского института наук о Земле и устойчивости к стихийным бедствиям в Японии и первый автор второго исследования.
Высота «предвестников» цунами … составляла примерно несколько сантиметров или около того, хотя это зависит от места», — сказал Кубота в интервью Live Science по электронной почте.
Вулкан Тонга — называемый Хунга-Тонга-Хунга-Ха’апай, или просто Хунга — находится примерно в 40 милях (65 км) к северо-западу от тонганской столицы Нукуалофа.
Это один из 12 известных подводных вулканов в вулканической дуге Тонга-Кермадек, геологической структуре, которая проходит вдоль западного края Тихоокеанской плиты земной коры, по данным Смитсоновской программы глобального вулканизма.
Когда Хунга извергался в середине января, образовавшийся шлейф газа и частиц попал в мезосферу — третий слой атмосферы над поверхностью Земли — и стал крупнейшим вулканическим шлейфом в спутниковой записи.
Количество энергии, высвобожденной при извержении, было сравнимо с тем, что может быть получено при взрыве от 4 до 18 мегатонн тротила или при одновременном взрыве более 100 бомб масштаба Хиросимы.
После рекордного извержения Матоза и группа из более чем 70 ученых из 17 стран поставили перед собой задачу задокументировать, какие атмосферные волны были порождены взрывом.
Для этого они собрали данные с многочисленных наземных и космических систем мониторинга, которые фиксировали извержение в момент его возникновения.
Команда обнаружила, что из всех атмосферных волн, порожденных взрывом, так называемые волны Лэмба выделяются как наиболее заметные. Волны Лэмба распространяются вдоль поверхности Земли и похожи на звуковые волны, поскольку они создают колебания в среде, через которую проходят.
Однако волны Лэмба распространяются на чрезвычайно низких частотах, «где влияние гравитации становится значительным», — сказал Матоза.
Исследователи редко регистрируют волны Лэмба, потому что они возникают только при огромных взрывах в атмосфере, в масштабах крупных вулканических извержений и ядерных испытаний. «Обычно они не наблюдаются при небольших вулканических извержениях», — сказал Матоза в интервью Live Science.
Амплитуда самых высоких волн Лэмба, порожденных извержением Хунга, составляла 280 миль (450 км), то есть они попали в ионосферу — плотный слой электрически заряженных частиц, который находится на высоте от 35 до 620 миль (от 60 до 1000 км) над поверхностью планеты.
В течение шести дней эти волны излучались из вулкана наружу, обогнув Землю четыре раза в одном направлении и три раза в другом.
Исходя из исторических данных, извержение Кракатау в 1883 году породило волны Лэмба, которые обогнули Землю такое же количество раз, сообщили исследователи.
Наблюдения группы исследователей за волнами Лэмба согласуются с более ранними моделями события извержения Хунга, которые были созданы Неджелкой Жагар, профессором теоретической метеорологии Гамбургского университета, и ее коллегами.
«Мы смогли смоделировать волну Хунга-Тонга-Ламба всего через два дня после события», а теперь новое исследование Science предоставило более подробную информацию о том, как распространялись эти волны, используя различные геофизические измерения, сообщила Жагар по электронной почте Live Science.
В своем собственном исследовании в Science Кубота и его коллеги связали точки между этими волнами Лэмба и самыми быстрыми цунами, наблюдавшимися после извержения. Они обнаружили, что время возникновения волн Лэмба и «предвестников» цунами совпадает.
Поразительно то, что эти волны-предвестники высадились на берег более чем на два часа раньше, чем ожидалось бы для обычных цунами, которые в основном вызваны внезапными деформациями морского дна.
В дополнение к огромным волнам Лэмба и быстро движущимся цунами, извержение Хунга также породило невероятно дальнобойные звуковые волны и инфразвуковые волны — акустические волны слишком низкой частоты, чтобы их мог услышать человек, сообщили Матоза и его коллеги.
Выдающиеся волны Лэмба возглавили группу, за ними последовали инфразвуковые волны, а затем звуковые волны.
Примечательно, что слышимые звуки, состоящие из коротких, повторяющихся «бумов», были зарегистрированы по всей Аляске, расположенной более чем в 6 200 милях (10 000 км) от извержения Хунга.
Оригинал earth-chronicles.ru
