Масове виверження вулкана Тонга дає вибух даних про атмосферні хвилі

Масове виверження вулкана Тонга дає вибух даних про атмосферні хвилі


Наука (2022). DOI: 10.1126/science.abo7063. https://www.science.org/doi/10.1126/science.abo7063″ width=”800″ height=”530″/>

Глобальне поширення реєструючих геофізичних датчиків, використаних у цьому дослідженні, та хронологія вивержень, що спостерігається віддалено. (A) Карта датчика. Фонове зображення – це різниця температур яскравості (Himawari-8) о 07:10 UTC 15 січня 2022 року. Вибрані чотиригодинні сигнали тиску фільтруються 10 000–100 с. GNSS, глобальна навігаційна супутникова система; RO, радіозахист; DART, Оцінка глибинного океану та звітність про цунамі. Верхня права вставка показує шляхи хвиль хунга навколо Землі. (B) активність Hunga, грудень 2021 – січень 2022 року, спостережена на гідрофонних, сейсмічних та інфразвукових станціях IMS (REB, Reviewed Event Bulletin); Виявлення Hunga з найближчого інфразвукового масиву IMS IS22 (1848 км). Кредит: наук (2022). DOI: 10.1126/science.abo7063. https://www.science.org/doi/10.1126/science.abo7063

Вулкан Хунга розпочав 2022 рік, спустошивши острівну державу Тонга і спричинивши шквал діяльності агентств допомоги та вчених Землі. Минуло майже 140 років відтоді, як виверження такого масштабу сколихнуло Землю.

Робін Матоза з Каліфорнійського університету в Санта-Барбарі очолив групу з 76 вчених з 17 країн, щоб охарактеризувати атмосферні хвилі виверження, найсильніші, зареєстровані від вулкана з часів виверження Кракатау 1883 року. Робота команди, зібрана за надзвичайно короткий проміжок часу, детально описує розмір хвиль, що виникли в результаті виверження, які, як виявили автори, були на одному рівні з хвиль з Кракатау. Дані також забезпечують виняткову роздільну здатність хвильового поля, що розвивається, порівняно з тим, що було доступно під час історичної події.

Стаття, опублікована в журналі наукє першим вичерпним описом атмосферних хвиль виверження.

Ранні дані свідчать про те, що виверження 14 січня затонуло головне жерло вулкана нижче рівня моря, що спричинило потужний вибух наступного дня. Виверження 15 січня викликало різноманітні атмосферні хвилі, включно з бумами, чутними за 6200 миль на Алясці. Він також створив імпульс, який спричинив незвичайне виникнення хвилювання, подібного до цунамі, за годину до початку фактичного сейсмічного цунамі.

“Ця подія атмосферних хвиль була безпрецедентною в сучасних геофізичних записах”, – сказав провідний автор Матоза, доцент кафедри наук про Землю Каліфорнійського університету в Санта-Барбарі.

Виверження вулкана Хунга дало безпрецедентне уявлення про поведінку різноманітних типів атмосферних хвиль. «Атмосферні хвилі були зафіксовані по всьому світу в широкому діапазоні частот», — сказав співавтор Девід Фі з Геофізичного інституту Аляски Фейрбенкс. «І, вивчаючи цей чудовий набір даних, ми краще зрозуміємо акустичні та атмосферні хвилі, їх поширення та запис.

«Це має значення для моніторингу ядерних вибухів, вулканів, землетрусів та ряду інших явищ», — продовжив Фі. «Ми сподіваємося, що ми зможемо краще контролювати виверження вулканів і цунамі, розуміючи атмосферні хвилі від цього виверження».

Найбільше дослідників цікавила поведінка атмосферної хвилі, відомої як хвиля Лемба, яка є домінантною хвилею тиску, створеної виверженням. Це поздовжні хвилі тиску, схожі на звукові хвилі, але особливо низької частоти. Фактично така низька частота, що вплив сили тяжіння потрібно враховувати. Хвилі Лемба пов’язані з найбільшими атмосферними вибухами, такими як великі виверження та ядерні детонації, хоча характеристики хвиль у цих двох джерел відрізняються. Вони можуть тривати від хвилин до кількох годин.

Після виверження хвилі подорожували по поверхні Землі і чотири рази обійшли планету в одному напрямку і тричі в протилежному, зафіксували автори. Це було те саме, що спостерігали вчені під час виверження Кракатау 1883 року. Хвиля Лемба також досягла іоносфери Землі, піднявшись зі швидкістю 700 миль/год на висоту приблизно 280 миль.

«Ягнячі хвилі зустрічаються рідко. У нас дуже мало якісних спостережень за ними», – сказав Фі. «Зрозумівши хвилю Лемба, ми можемо краще зрозуміти джерело та виверження. Воно пов’язане з цунамі та генерацією вулканічного шлейфу, а також, ймовірно, пов’язане з високочастотними інфразвуковими та акустичними хвилями від виверження».

Хвиля Лемба складалася щонайменше з двох імпульсів поблизу вулкана. Перший мав 7-10-хвилинне підвищення тиску, за яким слідувала друга і більша компресія з подальшим тривалим зниженням тиску.

Основна відмінність між звітами про хвилі Лемба Хунга і Кракатау полягає в кількості та якості даних, які вчені змогли зібрати. «Ми маємо більш ніж століття прогресу в техніці приладів та глобальної щільності датчиків», – сказав Матоза. «Таким чином, подія Hunga 2022 року надала неперевершений глобальний набір даних для події вибуху такого розміру».

Вчені звернули увагу на інші висновки про атмосферні хвилі, пов’язані з виверженням, включно з чудовим інфразвуком на великій відстані — звуки занадто низької частоти, щоб їх почути люди. Інфразвук прибув після хвилі Лемба, а в деяких регіонах супроводжувався чутними звуками.

Чутні звуки досягли Аляски, приблизно за 6200 миль від вулкана, де вони були почуті по всьому штату у вигляді повторюваних ударів. «Я чув звуки, — згадував Фі, — але тоді точно не думав, що це від виверження вулкана в південній частині Тихого океану».

Вчені вважають, що звуки, почуті на Алясці, не могли виникнути з Хунга. Хоча є ще багато чого навчитися, зрозуміло, що стандартні звукові моделі не можуть пояснити, як чутні звуки поширюються на такі екстремальні відстані. «Ми інтерпретували, що вони були згенеровані десь уздовж шляху нелінійними ефектами», — пояснив Матоза.

“Існує довгий список можливих подальших досліджень, які вивчають багато різних аспектів цих сигналів більш детально”, – сказав він. «Як спільнота, ми будемо працювати над цією подією протягом багатьох років».


Острови Тонга: сейсмічний алгоритм показує масштаби виверження в січні 2022 року


Більше інформації:
Робін С. Матоза, Атмосферні хвилі та глобальні сейсмоакустичні спостереження виверження Хунга в січні 2022 року, Тонга, наук (2022). DOI: 10.1126/science.abo7063. www.science.org/doi/10.1126/science.abo7063

Надано Каліфорнійським університетом Санта-Барбари

Цитування: Масове виверження вулкану Тонга забезпечує вибух даних про атмосферні хвилі (2022, 12 травня), отримані 12 травня 2022 року з https://phys.org/news/2022-05-massive-eruption-tongan-volcano-explosion.html

Цей документ є об’єктом авторського права. За винятком будь-яких чесних відносин з метою приватного вивчення або дослідження, жодна частина не може бути відтворена без письмового дозволу. Вміст надається виключно в інформаційних цілях.





Source link

Залишити коментар

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься.