Erupția masivă a vulcanului Tonga oferă o explozie de date despre undele atmosferice

Vulcanul Hengah a început să erupă în 2022, devastând insula Tonga și trimițând agențiile de ajutor și oamenii de știință ai Pământului într-o activitate frenetică. Au trecut aproape 140 de ani de când o explozie de această dimensiune a zguduit Pământul.

Robin Matusa de la Universitatea din California, Santa Barbara, a condus o echipă de 76 de oameni de știință din 17 țări pentru a descrie erupția. undele atmosferice, cel mai puternic vulcan înregistrat de la erupția Krakatau din 1883. Lucrarea echipei, adunată într-o perioadă de timp neobișnuit de scurtă, detaliază magnitudinea valurilor provenite din erupția vulcanică, despre care autorii au descoperit că sunt la egalitate cu cele din Krakatau. . Datele oferă, de asemenea, o acuratețe excepțională a câmpului de undă în evoluție în comparație cu ceea ce a fost disponibil din evenimentul istoric.

Lucrarea publicată în revistă Ştiinţăeste prima relatare cuprinzătoare a undelor atmosferice ale unei erupții vulcanice.

Primele dovezi sugerează că o erupție vulcanică din 14 ianuarie a scufundat principala ventilație a vulcanului sub nivelul mării, declanșând o erupție. explozie masivă Ziua urmatoare. Erupția din 15 ianuarie a generat o varietate de valuri atmosferice diferite, inclusiv un zgomot care s-a auzit la 6.200 de mile distanță, în Alaska. De asemenea, a creat un puls care a provocat o perturbare asemănătoare tsunami-ului cu o oră înainte de începerea cutremurului propriu-zis.

„Acest eveniment de unde atmosferice a fost fără precedent în recentele înregistrări geofizice”, a declarat autorul principal Matusa, profesor asistent la Departamentul de Științe ale Pământului de la Universitatea din California, Santa Barbara.

Erupția vulcanului Henge a oferit o perspectivă fără precedent asupra comportamentului unei varietăți de tipuri de unde atmosferice. „Undele atmosferice la nivel global au fost înregistrate pe o gamă largă de frecvențe”, a spus coautorul David Fee de la Institutul de Geofizică Fairbanks al Universității din Alaska. „Prin studierea acestui set fascinant de date, vom înțelege mai bine generarea, propagarea și înregistrarea undelor de sunet și aer.

„Acest lucru are implicații pentru supraveghere explozii nucleareȘi vulcani, cutremure și o varietate de alte fenomene, „sperăm să putem observa mai bine erupțiile vulcanice și tsunami-urile prin înțelegerea undelor atmosferice de la această erupție”.

Cercetătorii au fost cel mai interesați de comportamentul unui val atmosferic cunoscut sub numele de undă Lamb, care este unda de presiune dominantă creată de un impuls. Acestea sunt unde de presiune longitudinale foarte asemănătoare cu unde sonore, dar la o frecvență deosebit de scăzută. Această frecvență scăzută, de fapt, trebuie luate în considerare efectele gravitației. Undele convective sunt asociate cu cele mai mari explozii atmosferice, cum ar fi erupțiile mari și exploziile nucleare, deși caracteristicile undelor dintre aceste două surse sunt diferite. Poate dura de la minute la câteva ore.

După ce vulcanul a erupt, valurile au călătorit de-a lungul suprafeței Pământului și au înconjurat planeta într-o direcție de patru ori și în direcția opusă de trei ori, consemnează autorii. Acest lucru a fost același cu ceea ce oamenii de știință au observat în erupția vulcanului Krakatau din 1883. Valul Lamb a atins și ionosfera Pământului, urcând cu o viteză de 700 de mile pe oră până la o altitudine de aproximativ 280 de mile.

„Valurile de sarcină sunt rare. Avem foarte puține vizualizări de înaltă calitate”, a spus el. „Înțelegând valul Lamb, putem înțelege mai bine sursa și erupția. Este legată de generarea tsunami-ului și a penei vulcanice și, de asemenea, este probabil să fie asociată cu ultrasunetele și undele sonore de înaltă frecvență de la erupție”.

O undă convectivă constă din cel puțin două pulsații în apropierea vulcanului. Primul a avut o creștere a presiunii de 7 până la 10 minute, urmată de o a doua compresie și mai mare și o hipotensiune arterială prelungită ulterioară.

Principala diferență dintre calculele undelor Lamb din Hunga și Krakatau este cantitatea și calitatea datelor pe care oamenii de știință le-au putut colecta. „Avem mai mult de un secol de progrese în tehnologia dispozitivelor și în densitatea globală a senzorilor”, a spus Matusa. „Așadar, evenimentul Hunga din 2022 a oferit un set de date global de neegalat pentru un eveniment de explozie de această magnitudine”.

Oamenii de știință au observat și alte descoperiri despre undele atmosferice asociate cu erupția, inclusiv ultrasunetele remarcabile cu distanță lungă – sunete cu o frecvență prea scăzută pentru ca oamenii să le audă. Ecografia a sosit după valul de sarcină și a fost urmată de sunete audibile în unele zone.

Zgomotele audibile au ajuns în Alaska, la aproximativ 6.200 de mile de vulcan, unde s-au auzit în tot statul ca o bubuitură recurentă. Își amintește în „I’ve Heard Voices”, dar la acea vreme cu siguranță nu credeam că era un erupție vulcanică în Pacificul de Sud.”

Oamenii de știință cred că sunetele auzite în Alaska nu ar fi putut avea originea în Hongja. Deși mai sunt multe de învățat, este clar că modelele de sunet standard nu pot explica modul în care sunetele audibile se propagă la distanțe atât de extreme. „Am interpretat că a fost generat undeva de-a lungul căii de efecte neliniare”, a explicat Matusa.

„Există o listă lungă de studii potențiale de urmărire care analizează mai multe aspecte diferite ale acestor semnale mai detaliat”, a spus el. „Ca societate, vom lucra mai mult la acest eveniment ani de zile.”