Strona główna nauka/tech Tajna fala sejsmiczna, która ostrzegła przed potężną erupcją Tonga

Tajna fala sejsmiczna, która ostrzegła przed potężną erupcją Tonga

9
0


Erupcja Hunga Tonga NASA GOES 17 Satelita
Zdjęcie erupcji Hunga pochodzi z satelity GOES-17 Narodowej Administracji Oceanicznej i Atmosferycznej. Źródło: NOAA

Naukowcy odkryli unikalny sygnał sejsmiczny tuż przed erupcją wulkanu Hunga Tonga-Hunga Ha’apai w styczniu 2022 r., potencjalnie zapewniający wczesne ostrzeżenia o erupcjach oceanicznych.

Analizując falę Rayleigha wykrytą w odległości 750 kilometrów, naukowcy sugerują, że pęknięcie skorupy ziemskiej umożliwiło zmieszanie się wody morskiej z magmą, co spowodowało erupcję.

Wczesne ostrzeżenie przed falami sejsmicznymi

Zaledwie piętnaście minut przed masową erupcją wulkanu Hunga Tonga-Hunga Ha’apai w styczniu 2022 r. dwie odległe stacje monitorujące zarejestrowały falę sejsmiczną. Naukowcy uważają obecnie, że te wczesne sygnały mogą pomóc przewidzieć podobne erupcje w innych odległych wulkanach oceanicznych.

Według naukowców ta fala sejsmiczna prawdopodobnie powstała w wyniku pęknięcia w słabym obszarze skorupy oceanicznej pod ścianą kaldery wulkanu. To pęknięcie umożliwiło zmieszanie się wody morskiej i magmy w przestrzeni nad podpowierzchniową komorą magmową wulkanu, wywołując potężną reakcję wybuchową, która zapoczątkowała erupcję.

Badanie opublikowane w Listy z badań geofizycznychoferuje nowy wgląd w sygnały ostrzegawcze erupcji wulkanów. Czasopismo, ogólnodostępna publikacja Amerykańskiej Unii Geofizycznej, koncentruje się na raportach o dużym wpływie, mających bezpośrednie znaczenie dla nauk o Ziemi i kosmosie.

Wybuch Hunga Tonga
Satelita GOES-17 wykonał zdjęcia chmury parasolowej powstałej w wyniku podwodnej erupcji wulkanu Hunga Tonga-Hunga Ha’apai 15 stycznia 2022 r. Widoczne są również dziobowe fale uderzeniowe w kształcie półksiężyca i liczne uderzenia piorunów. Źródło: Zdjęcie z Obserwatorium Ziemi NASA, wykonane przez Joshuę Stevensa przy użyciu zdjęć GOES dzięki uprzejmości NOAA i NESDIS

Potencjał łagodzenia skutków katastrof

Wyniki opierają się na wcześniejszych pracach badaczy monitorujących odległe wulkany. W tym przypadku falę Rayleigha, rodzaj fali sejsmicznej przemieszczającej się po powierzchni Ziemi, wykryto 750 kilometrów od wulkanu.

„Wczesne ostrzeżenia są bardzo ważne dla łagodzenia skutków katastrof” – stwierdziła Mie Ichihara, wulkanolog z Uniwersytetu Tokijskiego i jedna ze współautorek badania. „Wulkany na wyspach mogą generować tsunami, które stanowią poważne zagrożenie”.

Cichy prekursor gwałtownej erupcji

Hunga Tonga-Hunga Ha’apai to wulkan oceaniczny w zachodnim Pacyfiku w Królestwie Tonga. Góra podwodna powstała w wyniku subdukcji Płyty Pacyfiku pod Płytę Australijską – w procesie, który generuje magmę i prowadzi do erupcji.

15 stycznia 2022 r. wulkan wybuchł z rekordową energią, wyrzucając parę wodną do stratosfery 58 000 basenów olimpijskich, wywołując niespotykaną dotąd burzę z piorunami i generując tsunami. Ta potężna erupcja została poprzedzona mniejszą erupcją 14 stycznia, a wcześniej miesiącem aktywności erupcyjnej.

Naukowcy wciąż debatują nad dokładnym czasem rozpoczęcia erupcji, chociaż większość zgadza się, że erupcja rozpoczęła się wkrótce po godzinie 4:00 uniwersalnego czasu koordynowanego (UTC). Nowe badanie donosi, że a Fala Rayleigha zaczęło się około 3:45 UTC.

Wykrywanie fal Rayleigha

Naukowcy wykorzystali dane sejsmiczne do analizy fali Rayleigha, która została wykryta przez instrumenty, ale nie była odczuwalna przez ludzi, na stacjach sejsmicznych na wyspach Fidżi i Futuna. Chociaż fale Rayleigha są częstą cechą erupcji wulkanów i trzęsień ziemi, naukowcy uważają, że fala ta oznaczała wydarzenie poprzedzające i możliwą przyczynę masowej erupcji.

„Wiele erupcji poprzedza aktywność sejsmiczna” – powiedział Takuro Horiuchi, absolwent wulkanologii na Uniwersytecie Tokijskim i główny autor badania. „Jednak takie sygnały sejsmiczne są subtelne i można je wykryć jedynie w promieniu kilku kilometrów od wulkanu”.

Dla kontrastu, ten sygnał sejsmiczny przebył dużą odległość, wskazując na ogromne zdarzenie sejsmiczne. „Uważamy, że w czasach prekursora rozpoczęły się niezwykle duże ruchy” – powiedział Horiuchi.

Tajemnice Góry Podmorskiej

Naukowcy mogą nigdy nie dowiedzieć się dokładnie, co spowodowało gigantyczne „tworzące kalderę”Erupcja, ale Ichihara uważa, że ​​proces ten nie był natychmiastowy. Zamiast tego uważa, że ​​to poprzedzające wydarzenie było początkiem podziemnego procesu, który ostatecznie doprowadził do erupcji.

Ustalenie pochodzenia tych rzadkich, kolosalnych erupcji może być jednak trudne.

„Zaobserwowano bardzo niewiele erupcji prowadzących do powstania kaldery, a jeszcze mniej jest obserwowanych erupcji prowadzących do powstania kaldery w oceanie” – powiedział Ichihara. „To daje jeden scenariusz procesów prowadzących do powstania kaldery, ale nie powiedziałbym, że jest to jedyny scenariusz”.

Niezależnie od tego wykrycie wczesnych sygnałów erupcji może dać krajom wyspiarskim i obszarom przybrzeżnym cenniejszy czas na przygotowanie się na nieuchronne tsunami. nawet jeśli sygnału nie można wyczuć na powierzchni.

„W momencie erupcji nie pomyśleliśmy o wykorzystaniu tego rodzaju analiz w czasie rzeczywistym” – powiedział Ichihara. „Ale może następnym razem, gdy pod wodą nastąpi znacząca erupcja, lokalne obserwatoria będą w stanie rozpoznać ją na podstawie swoich danych”.

Odniesienie: „Prekursor sejsmiczny 15 minut przed gigantyczną erupcją wulkanu Hunga Tonga-Hunga Ha’apai w dniu 15 stycznia 2022 r.”, Takuro Horiuchi, Mie Ichihara, Kiwamu Nishida i Takayuki Kaneko, 4 listopada 2024 r., Listy z badań geofizycznych.
DOI: 10.1029/2024GL111144



Link źródłowy