Kāpēc vulkāna sprādziens Tongā bija tik vardarbīgs un ko tagad gaidīt?

Infrasarkanā animācija parāda pelnu un sēra dioksīda gāzi. (NOAA)

Tongas Karaliste nereti piesaista globālu uzmanību, taču a vardarbīgs zemūdens vulkāna izvirdums 15. janvārī ir izplatījis triecienviļņus, gluži burtiski, ap pusi pasaules.

Vulkāns parasti nav īpaši apskatāms. To veido divas mazas neapdzīvotas salas, Hunga-Ha'apai un Hunga-Tonga, kas atrodas aptuveni 100 metrus (328 pēdas) virs jūras līmeņa 65 kilometrus (40 jūdzes) uz ziemeļiem no Tongas galvaspilsētas Nuku'alofa. Bet zem viļņiem slēpjas milzīgs vulkāns, aptuveni 1800 metrus augsts un 20 kilometrus (12,5 jūdzes) plats.

Vulkāns Hunga-Tonga-Hunga-Ha'apai pēdējo desmitgažu laikā ir regulāri izvirduši. 2009. un 2014./2015. gada notikumu laikā cauri viļņiem eksplodēja karstas magmas un tvaika strūklas. Taču šie izvirdumi bija nelieli, to mērogā 2022. gada janvāra notikumi bija samazinājušies.



Mūsu pētījumiem Šie agrākie izvirdumi liecina, ka šis ir viens no masīvajiem sprādzieniem, ko vulkāns spēj izraisīt aptuveni ik pēc tūkstoš gadiem.

Augstas izšķirtspējas Himawari satelītattēli no #HungaTongaHungaHaapai vulkāna izvirdums Tongā 🌋

Mūsu klimata stacijas reģistrēja īsu gaisa spiediena pieaugumu, kad atmosfēras triecienvilnis pulsēja pāri Jaunzēlandei. pic.twitter.com/BfLzdq6i57

— NIWA laikapstākļi (@NiwaWeather) 2022. gada 15. janvāris

Kāpēc vulkāna izvirdumi ir tik ļoti sprādzienbīstami, ņemot vērā, ka jūras ūdenim vajadzētu atdzesēt magmu?

Ja magma lēnām paceļas jūras ūdenī, pat aptuveni 1200 grādu C (2200 F) temperatūrā starp magmu un ūdeni veidojas plāna tvaika kārtiņa. Tas nodrošina izolācijas slāni, kas ļauj atdzist magmas ārējai virsmai.

Bet šis process nedarbojas, kad magma tiek izpūsta no zemes, pilna ar vulkānisko gāzi. Kad magma strauji nonāk ūdenī, visi tvaika slāņi ātri tiek izjaukti, radot karstu magmu tiešā saskarē ar aukstu ūdeni.

Vulkānu pētnieki to sauc par 'degvielas un dzesēšanas šķidruma mijiedarbību', un tas ir līdzīgs ieročiem paredzētiem ķīmiskiem sprādzieniem. Īpaši spēcīgi sprādzieni saplēš magmu. Sākas ķēdes reakcija, kad jauni magmas fragmenti pakļauj svaigas karstas iekšējās virsmas ūdens iedarbībai, un sprādzieni atkārtojas, galu galā izsitot vulkāniskās daļiņas un izraisot sprādzienus ar virsskaņas ātrumu.

Divas Hunga izvirdumu skalas

2014./15. gada izvirdums radīja vulkāna konusu, savienojot abas vecās Hunga salas, izveidojot apvienotu salu aptuveni 5 kilometrus garumā. Mēs apmeklējām 2016. gadā un atklājām, ka šie vēsturiskie izvirdumi bija tikai aizkaru pacēlēji uz galveno notikumu .

Kartējot jūras dibenu, mēs atklājām slēptu 'kalderu' 150 metrus zem viļņiem.

Jūras dibena kartē ir redzami vulkāniskie konusi un masīvā kaldera. (Šeins Kronins)

Kaldera ir līdzīga krāterim depresija apmēram 5 kilometrus (3 jūdzes) šķērsām. Nelieli izvirdumi (piemēram, 2009. un 2014./2015. gadā) notiek galvenokārt kalderas malās, bet ļoti lieli izvirdumi nāk no pašas kalderas. Šie lielie izvirdumi ir tik lieli, ka izvirdušās magmas virsotne sabrūk uz iekšu, padziļinot kalderu.

Raugoties uz pagātnes izvirdumu ķīmiju, mēs tagad domājam, ka mazie izvirdumi atspoguļo magmas sistēmu, kas lēnām uzlādējas, lai sagatavotos lielam notikumam.

Mēs atradām pierādījumus par diviem milzīgiem pagātnes izvirdumiem no Hunga kalderas atradnēs uz vecajām salām. Mēs ķīmiski salīdzinājām tos ar vulkānisko pelnu nogulsnēm lielākajā apdzīvotajā Tongatapu salā, kas atrodas 65 kilometrus tālāk, un pēc tam izmantojām radiokarbona datumus, lai parādītu, ka lieli kalderu izvirdumi notiek aptuveni 1000 gadus, un pēdējais notika 1100. gadā mūsu ēras.

Ņemot vērā šīs zināšanas, šķiet, ka 15. janvāra izvirdums atbilst 'lielajam' grafikam.

Ko mēs varam sagaidīt tagad

Mēs joprojām atrodamies šīs lielās izvirduma secības vidū, un daudzi aspekti joprojām ir neskaidri, daļēji tāpēc, ka salu pašlaik aizēno pelnu mākoņi.

Divi agrākie izvirdumi 2021. gada 20. decembrī un 2022. gada 13. janvārī bija vidēji lieli. Tie radīja mākoņus līdz 17 kilometriem augstumā un pievienoja jaunu zemi 2014./2015. gada apvienotajai salai.

Pēdējais izvirdums ir palielinājis vardarbības mērogu. Pelnu strūklas jau ir aptuveni 20 kilometrus (12 jūdzes) augsts. Vissvarīgākais ir tas, ka tas izplatījās gandrīz koncentriski aptuveni 130 kilometru attālumā no vulkāna, izveidojot 260 kilometru diametru strūklu, pirms to izkropļoja vējš.

(NOAA)

Tas parāda milzīgu sprādzienbīstamu spēku, ko nevar izskaidrot tikai ar magmas un ūdens mijiedarbību. Tā vietā tas parāda, ka no kalderas ir izplūdis liels daudzums svaigas, ar gāzi uzlādētas magmas.

Izvirdums radīja arī a cunami visā Tongā un kaimiņos esošās Fidži un Samoa. Trieciena viļņi šķērsoja daudzus tūkstošus kilometru, tika redzēti no kosmosa un reģistrēti Jaunzēlandē aptuveni 2000 kilometru attālumā. Drīz pēc izvirduma sākuma Tongatapu debesis tika bloķētas, un sāka birt pelni.

Visas šīs pazīmes liecina, ka lielā Hunga kaldera ir pamodusies. Cunami sprādziena laikā rada savienoti atmosfēras un okeāna triecienviļņi, taču tos var izraisīt arī zemūdens zemes nogruvumi un kalderu sabrukumi.

[2/2]
Es redzu zināmu interesi par šo iepriekšējo tvītu, tāpēc šeit ir atjaunināta versija ar jaunākajām izmaiņām no 2022. gada janvāra. #Radars uzņemtie attēli #Sentinel1 laikā no 10. decembra līdz 15. janvārim.
Satelīta dati, kas apstrādāti @sentinel_hub #Tonga #vulkāns #HungaTongaHungaHaapai #SAR pic.twitter.com/51aNYSl0g7

— kosmi (@kosmi64833127) 2022. gada 16. janvāris

Joprojām nav skaidrs, vai šī ir izvirduma kulminācija. Tas atspoguļo lielu magmas spiediena izdalīšanos, kas var noregulēt sistēmu.

Tomēr brīdinājums slēpjas ģeoloģiskajos nogulumos no vulkāna iepriekšējiem izvirdumiem. Šīs sarežģītās secības parāda, ka katra no 1000 gadu lielajām kalderas izvirduma epizodēm bija saistīta ar daudziem atsevišķiem sprādzieniem.

Tādējādi mēs varētu atrasties vairākas nedēļas vai pat gadus lielos vulkāniskos nemieros no Hunga-Tonga-Hunga-Ha'apai vulkāna. Tongas iedzīvotāju dēļ es ceru, ka nē.

Šeins Kronins , Zemes zinātņu profesors, Oklendas Universitāte .

Šis raksts ir pārpublicēts no Saruna saskaņā ar Creative Commons licenci. Lasīt oriģināls raksts .

Populārākas Kategorijas: Skaidrotājs , Vidi , Sabiedrību , Telpa , Tech , Fizika , Cilvēkiem , Veselība , Dabu , Viedoklis ,

Par Mums

Neatkarīgu, Pārbaudītu Faktu Publicēšana Par Veselību, Telpu, Dabu, Tehnoloģijām Un Vidi.