Dwa lata po ogromnej erupcji podwodnego wulkanu Hunga Tonga badacze odkryli jej główną przyczynę: eksplozję prawdopodobnie spowodowaną sprężonym gazem skałą pod oceanem.
To przełomowe odkrycie podważa wcześniejsze przekonania, że takie erupcje są wynikiem interakcji magmy z wodą morską i oznacza znaczący postęp w badaniach nad wulkanami.
Wyzwalacz erupcji Hunga Tonga
Podwodny wulkan Hunga Tonga był jedną z największych erupcji wulkanu w historii, a teraz, dwa lata później, nowe badania przeprowadzone przez The Australijski Uniwersytet Narodowy (ANU) ujawnił swój główny czynnik wyzwalający.
Do tej pory przyczyna kataklizmu pozostawała w dużej mierze tajemnicą dla społeczności naukowej, jednak kierowany przez studentów zespół sejsmologów z ANU był w stanie rzucić nowe światło na naturalną eksplozję, która zapoczątkowała to wydarzenie.
Studenci-badacze przeanalizowali zaszumione, ale cenne zapisy sejsmiczne tego wydarzenia kulminacyjnego, aby rozszyfrować jego tajemniczy mechanizm fizyczny.
Wnioski z danych sejsmicznych
„Nasze ustalenia potwierdzają, że doszło do eksplozji, prawdopodobnie spowodowanej sprężoną gazem skałą, która wyzwoliła energię porównywalną z pięcioma największymi podziemnymi eksplozjami nuklearnymi przeprowadzonymi przez Koreę Północną w 2017 r.” – współautorka badania i doktorantka z ANU, Jinyin Hu , powiedział.
„Nasz model sugeruje, że do zdarzenia doszło w wyniku uwięzienia sprężonej w gazie skały pod płytkim morzem, niczym rozgotowany szybkowar.
„Byłoby to zaskakujące dla wielu, ponieważ powszechnie uważano, że interakcja gorącej magmy z zimną wodą morską powoduje tak masowe erupcje podwodnych wulkanów.
„Użyliśmy techniki opracowanej wcześniej do badania podziemnych eksplozji pod kątem tej naturalnej eksplozji”.
Wpływ erupcji na środowisko
Współautor badania, dr Thanh-Son Pham, powiedział, że eksplozja spowodowała ogromne pionowe wypchnięcie wody w górę do atmosfery, powodując tsunami, które na pobliskich wyspach sięgało nawet 45 metrów.
„Objętość wody podniesiona podczas wydarzenia była ogromna. Z naszych szacunków wynika, że wody było wystarczająco dużo, aby napełnić około miliona standardowych basenów olimpijskich” – powiedział dr Phạm.
Profesor Hrvoje Tkalčić z ANU, współautor badania, dodał: „Korzystając z modelowania fal sejsmicznych, zaobserwowaliśmy podczas zdarzenia znaczną siłę pionową skierowaną w górę. Na początku byliśmy tym zdezorientowani. Ale potem zdaliśmy sobie sprawę, że twarda ziemia odbiła się w górę, gdy słup wody się podniósł” – powiedział.
Postępy w badaniach wulkanicznych
„Kilka tygodni temu widzieliśmy, jak wykorzystano sejsmologię do wyjaśnienia niezwykłej sekwencji wydarzeń na Grenlandii, która obejmowała osunięcie się ziemi w wyniku topnienia lodowców, tsunami i trwającą dziewięć dni seiche obserwowaną na całym świecie.
„W przypadku Hunga Tonga mamy do czynienia ze stosunkowo krótkotrwałym wybuchem obserwowanym na całym świecie, a także ciekawością wynikającą z wiedzy akademickiej i sejsmologią sądową w najlepszym wydaniu”.
Według sejsmologów z ANU erupcja Tonga jest najlepiej zarejestrowanym instrumentalnie wydarzeniem w porównaniu z wydarzeniami o podobnej skali w niedawnej przeszłości.
„To jedno z najważniejszych wydarzeń w naszym życiu. Na szczęście mieliśmy wiele sposobów zarejestrowania zdarzenia, od danych ze zdjęć satelitarnych po czujniki sejsmiczne rejestrujące fale dźwiękowe i strukturę” – powiedział Hu.
„W 1991 r. miało miejsce inne wydarzenie o podobnej skali w Pinatubo na Filipinach, ale wtedy systemy monitorowania nie były tak wyrafinowane jak obecnie”.
Przyszłe implikacje
Sejsmolodzy z ANU uważają, że monitorowanie uwalniania gazów i mikrosejsmiczności ze stanowisk wulkanicznych może pomóc w lepszym przygotowaniu się na przyszłe wydarzenia.
Badanie zostało opublikowane w Listy z badań geofizycznych.
Odniesienie: „Złożony model źródła sejsmicznego dla pierwszego dużego zdarzenia podczas erupcji wulkanu Hunga (Tonga) w 2022 r.”, Jinyin Hu, Thanh-Son Phạm i Hrvoje Tkalčić, 17 września 2024 r., Listy z badań geofizycznych.
DOI: 10.1029/2024GL109442
