Kodėl ugnikalnio sprogimas Tongoje buvo toks žiaurus ir ko tikėtis dabar?

Infraraudonųjų spindulių animacija rodo pelenus ir sieros dioksido dujas. (NOAA)

Tongos Karalystė nedažnai patraukia pasaulio dėmesį, bet a žiaurus povandeninio ugnikalnio išsiveržimas sausio 15 d. išskleidė smūgines bangas, tiesiogine to žodžio prasme, pusę pasaulio.

Į ugnikalnį paprastai nėra daug ką žiūrėti. Jį sudaro dvi nedidelės negyvenamos salos – Hunga-Ha'apai ir Hunga-Tonga, išsikišusios apie 100 metrų (328 pėdų) virš jūros lygio 65 km (40 mylių) į šiaurę nuo Tongos sostinės Nuku'alofa. Tačiau po bangomis slepiasi didžiulis ugnikalnis, maždaug 1800 metrų (6000 pėdų) aukščio ir 20 kilometrų (12,5 mylių) pločio.

Hunga-Tonga-Hunga-Ha'apai ugnikalnis per pastaruosius kelis dešimtmečius išsiveržė reguliariai. Per 2009 ir 2014/15 įvykius per bangas sprogo karštos magmos ir garų srovės. Tačiau šie išsiveržimai buvo nedideli, jų mastas sumažėjo dėl 2022 m. sausio mėn. įvykių.

Mūsų tyrimai Šie ankstesni išsiveržimai rodo, kad tai yra vienas iš didžiulių ugnikalnio sprogimų, kuriuos gali sukelti maždaug kas tūkstantis metų.

Didelės raiškos Himawari palydoviniai vaizdai #HungaTongaHungaHaapai ugnikalnio išsiveržimas Tongoje 🌋

Mūsų klimato stotys užfiksavo trumpą oro slėgio šuolį, kai atmosferos smūginė banga pulsavo visoje Naujojoje Zelandijoje. pic.twitter.com/BfLzdq6i57

— NIWA orai (@NiwaWeather) 2022 m. sausio 15 d

Kodėl ugnikalnio išsiveržimai yra tokie sprogūs, nes jūros vanduo turėtų atvėsinti magmą?

Jei magma į jūros vandenį pakyla lėtai, net esant maždaug 1200 laipsnių C (2200 F) temperatūrai, tarp magmos ir vandens susidaro plona garų plėvelė. Tai suteikia izoliacijos sluoksnį, leidžiantį atvėsti išoriniam magmos paviršiui.

Tačiau šis procesas neveikia, kai magma išsprogdinama iš žemės, pilna vulkaninių dujų. Kai magma greitai patenka į vandenį, visi garų sluoksniai greitai suardomi, todėl karšta magma tiesiogiai liečiasi su šaltu vandeniu.

Vulkanų tyrinėtojai tai vadina „degalų ir aušinimo skysčio sąveika“ ir tai panašu į ginklams skirtus cheminius sprogimus. Itin smarkūs sprogimai suardo magmą. Prasideda grandininė reakcija, kai nauji magmos fragmentai paverčia šviežius karštus vidinius paviršius vandeniui, o sprogimai kartojasi, galiausiai išskraidydami vulkanines daleles ir sukeldami viršgarsinio greičio sprogimus.

Dvi Hunga išsiveržimų skalės

2014–2015 m. išsiveržimas sukūrė ugnikalnio kūgį, kuris sujungė dvi senąsias Hunga salas ir sukūrė bendrą maždaug 5 kilometrų ilgio salą. Lankėmės 2016 m. ir sužinojome, kad šie istoriniai išsiveržimai buvo tik uždangų pakėlėjai į pagrindinį renginį .

Kartodami jūros dugną, 150 metrų žemiau bangų aptikome paslėptą „kalderą“.

Jūros dugno žemėlapyje pavaizduoti vulkaniniai kūgiai ir didžiulė kaldera. (Shane'as Croninas)

Kaldera yra kaip krateris depresija maždaug 5 kilometrų (3 mylių) skersmens. Maži išsiveržimai (pvz., 2009 ir 2014–2015 m.) daugiausia vyksta kalderos pakraštyje, tačiau labai dideli išsiveržimai kyla iš pačios kalderos. Šie dideli išsiveržimai yra tokie dideli, kad išsiveržusios magmos viršus griūva į vidų, gilindamas kalderą.

Žvelgdami į praeities išsiveržimų chemiją, dabar manome, kad maži išsiveržimai reiškia magmos sistemą, kuri pamažu pasikrauna, kad pasiruoštų dideliam įvykiui.

Senųjų salų telkiniuose radome įrodymų apie du didžiulius praeities išsiveržimus iš Hunga kalderos. Chemiškai juos suderinome su vulkaninių pelenų telkiniais didžiausioje apgyvendintoje Tongatapu saloje, esančioje už 65 kilometrų, ir panaudojome radioaktyviosios anglies datas, kad parodytume, jog dideli kalderų išsiveržimai vyksta maždaug kas 1000 metų, o paskutinis – 1100 m. CE.

Turint tai žiniomis, atrodo, kad sausio 15 d. išsiveržimas atitinka „didžiojo“ grafiką.

Ko galime tikėtis dabar

Mes vis dar esame šios didelės išsiveržimo sekos viduryje ir daugelis aspektų lieka neaiškūs, iš dalies todėl, kad salą šiuo metu slepia pelenų debesys.

Du ankstesni išsiveržimai 2021 m. gruodžio 20 d. ir 2022 m. sausio 13 d. buvo vidutinio dydžio. Jie sukūrė debesis iki 17 kilometrų aukštyje ir 2014–2015 m. bendrą salą papildė nauja žeme.

Naujausias išsiveržimas padidino smurto mastą. Pelenų stulpas jau yra maždaug 20 kilometrų (12 mylių) aukštyje. Įspūdingiausia tai, kad jis išplito beveik koncentriškai maždaug 130 kilometrų atstumu nuo ugnikalnio, sukurdamas 260 kilometrų skersmens stulpą, kol jį iškraipė vėjas.

(NOAA)

Tai rodo didžiulę sprogstamąja galia, kurios negalima paaiškinti vien magmos ir vandens sąveika. Vietoj to tai rodo, kad iš kalderos išsiveržė dideli kiekiai šviežios, dujomis užpildytos magmos.

Išsiveržimas taip pat sukėlė a cunamis visoje Tongoje ir kaimyniniai Fidžis bei Samoa. Smūgio bangos nuskriejo daugybę tūkstančių kilometrų, buvo matomos iš kosmoso ir užfiksuotos Naujojoje Zelandijoje maždaug už 2000 kilometrų. Netrukus po išsiveržimo pradžios Tongatapu dangus buvo užblokuotas, o pelenai pradėjo kristi.

Visi šie ženklai rodo, kad pabudo didelė Hunga kaldera. Cunamis kyla dėl susietų atmosferos ir vandenyno smūgio bangų per sprogimus, tačiau juos taip pat lengvai sukelia povandeninių nuošliaužų ir kalderų griūtys.

[2/2]
Matau, kad šis ankstesnis tviteris domisi, todėl čia yra atnaujinta versija su naujausiais 2022 m. sausio mėn. pakeitimais. #Radaras padarytus vaizdus #Sentinel1 nuo gruodžio 10 iki sausio 15 d.
Palydoviniai duomenys apdoroti @sentinel_hub #Tonga #vulkanas #HungaTongaHungaHaapai #SAR pic.twitter.com/51aNYSl0g7

— kosmi (@kosmi64833127) 2022 m. sausio 16 d

Lieka neaišku, ar tai yra išsiveržimo kulminacija. Tai rodo didelį magmos slėgio išleidimą, kuris gali nusistovėti sistemoje.

Tačiau įspėjimas slypi geologiniuose nuosėdose iš ankstesnių ugnikalnio išsiveržimų. Šios sudėtingos sekos rodo, kad kiekvienas 1000 metų kalderos išsiveržimo epizodas buvo susijęs su daugybe atskirų sprogimo įvykių.

Vadinasi, iš Hunga-Tonga-Hunga-Ha'apai ugnikalnio galime patirti keletą savaičių ar net metų didelių vulkaninių neramumų. Tikiuosi, kad Tongos žmonių labui ne.

Shane'as Croninas , Žemės mokslų profesorius, Oklando universitetas .

Šis straipsnis perspausdintas iš Pokalbis pagal Creative Commons licenciją. Skaityti originalus straipsnis .

Apie Mus

Nepriklausomų, Patikrintų Sveikatos, Erdvės, Gamtos, Technologijos Ir Aplinkos Ataskaitų Paskelbimas.