أدى الانفجار البركاني في تونغا الذي حطم الرقم القياسي إلى إرسال موجات جوية تدور حول الأرض

أدى الانفجار البركاني في تونغا الذي حطم الرقم القياسي إلى إرسال موجات جوية تدور حول الأرض

التقط القمر الصناعي GOES-17 صورًا لسحابة مظلة ناتجة عن ثوران بركان هونغ تونغا - هونغ هاباي تحت الماء في 15 يناير 2022.

كما تسبب الاندفاع في حدوث موجات تسونامي سريعة الحركة.

اندلع بركان تحت الماء في يناير بالقرب من دولة تونغا الواقعة في المحيط الهادئ وأرسل موجات ضغط هائلة تتسابق عبر الغلاف الجوي للأرض ، حيث ضرب الكوكب عدة مرات. أظهرت دراسة جديدة أن البركان الأخير الذي أحدث مثل هذه التموجات الكبيرة في الغلاف الجوي كان كراكاتو في عام 1883 ، خلال واحدة من أكثر الانفجارات البركانية تدميراً في التاريخ المسجل.

قال المؤلف الأول روبن ماتوزا ، الأستاذ المشارك في قسم علوم الأرض في جامعة كاليفورنيا ، سانتا باربرا ، "كان حدث الموجة الجوية هذا غير مسبوق في السجل الجيوفيزيائي الحديث". كشف البحث ، الذي نُشر يوم الخميس (12 مايو) في مجلة Science ، أن نبض الضغط الناتج عن بركان تونجا كان "مشابهًا في السعة لتلك التي حدثت في عام 1883 لثوران كراكاتو وعلى نطاق أكبر من ذلك الذي حدث في 1980 Mount St. .ثوران هيلينز ، "قال ماتوزا لـ Live Science AR في رسالة بريد إلكتروني. كلما زاد اتساع الموجة ، زادت قوتها.

اقترحت دراسة ثانية ، نُشرت أيضًا في 12 مايو في Science ، أن هذا النبض القوي لا يهتز الغلاف الجوي فحسب ، بل أرسل أيضًا تموجات تتسابق عبر المحيط أدناه. في الواقع ، أنتجت الموجات الجوية نيازك تسونامي صغيرة وسريعة الحركة - وهذا يعني سلسلة من الموجات مدفوعة باضطرابات ضغط الهواء - والتي وصلت إلى الشاطئ قبل ساعات من حدوث موجات تسونامي تقليدية مدفوعة بالزلازل ناتجة عن انفجار البركان.

قال تاتسويا كوبوتا ، الزميل الباحث في المعهد القومي للبحوث لعلوم الأرض والمقاومة للكوارث في اليابان والمؤلف الأول للدراسة الثانية. قال كوبوتا لـ Live Science AR في رسالة بالبريد الإلكتروني: "كان ارتفاع تسونامي" الرائد "... ما يقرب من بضعة سنتيمترات أو نحو ذلك ، على الرغم من أن ذلك يعتمد على الموقع".

ثوران بركاني نشيط للغاية 

يقع بركان تونجا - الذي يُطلق عليه Hunga Tonga-Hunga Ha'apai ، أو Hunga فقط - على بعد حوالي 40 ميلاً (65 كيلومترًا) شمال غرب نوكوالوفا عاصمة تونجا. إنه واحد من 12 بركانًا معروفًا تحت الماء في القوس البركاني تونجا كيرماديك ، وهو هيكل جيولوجي يمتد على طول الحافة الغربية من صفيحة المحيط الهادئ من قشرة الأرض ، وفقا لبرنامج سميثسونيان العالمي للبراكين .  

عندما ثار بركان الهنغاريا في منتصف شهر يناير ، اصطدم عمود الغاز والجزيئات الناتج بالميزوسفير - الطبقة الثالثة من الغلاف الجوي فوق سطح الأرض - مما جعله أكبر عمود بركاني في سجل الأقمار الصناعية. كانت كمية الطاقة المنبعثة في الثوران مماثلة لما يمكن أن ينتج عن انفجار من 4 إلى 18 ميغا طن من مادة تي إن تي ، أو انفجار أكثر من 100 قنبلة على نطاق هيروشيما في وقت واحد.

بعد الانفجار الذي حطم الرقم القياسي ، شرع ماتوزا وفريق من أكثر من 70 عالمًا من 17 دولة في توثيق موجات الغلاف الجوي التي نتجت عن الانفجار. للقيام بذلك ، قاموا بسحب البيانات من العديد من أنظمة المراقبة الأرضية والمحمولة في الفضاء والتي سجلت اندلاع البركان أثناء تكشفه. 

تُظهر هذه الصور المجسمة ثوران الهونغ في 15 يناير من الأعلى.

وجد الفريق أنه من بين جميع موجات الغلاف الجوي الناتجة عن الانفجار ، برزت ما يسمى بموجات لامب باعتبارها الأكثر بروزًا. تعمل موجات الحمل على طول سطح الأرض وتشبه الموجات الصوتية من حيث أنها تنتج اهتزازات في الوسط الذي تنتقل عبره. ومع ذلك ، فإن موجات الحمل تنتشر على ترددات منخفضة للغاية ، "حيث تصبح تأثيرات الجاذبية كبيرة" ، كما قال ماتوزا. 

نادرًا ما يسجل الباحثون موجات لامب ، لأنها تنشأ فقط من الانفجارات الهائلة في الغلاف الجوي ، على نطاق الانفجارات البركانية الكبيرة والتجارب النووية. قال ماتوزا لـ Live Science AR: "لا يتم ملاحظتها عادة في حالة الانفجارات البركانية الصغيرة". 

في أعلى ارتفاع لها ، كانت موجات الحمل الناتجة عن ثوران هونغغا تبلغ اتساعها 280 ميلاً (450 كم) ، مما يعني أنها اصطدمت بالأيونوسفير - طبقة كثيفة من الجسيمات المشحونة كهربائياً تقع على ارتفاع حوالي 35 إلى 620 ميلاً (60 إلى 1000 كيلومتر) فوقها. سطح الكوكب. على مدار ستة أيام ، انطلقت هذه الموجات إلى الخارج من موقع البركان ، ودارت حول الأرض أربع مرات في اتجاه واحد وثلاث مرات في الاتجاه الآخر. استنادًا إلى البيانات التاريخية ، أنتج ثوران كراكاتو عام 1883 موجات لامب تدور حول الأرض بنفس العدد من المرات ، حسبما أفاد الباحثون.

تتوافق ملاحظات موجات لامب التي أجراها الفريق مع النماذج السابقة لحدث ثوران هونغغا الذي أنتجته Nedjeljka Žagar ، أستاذة الأرصاد الجوية النظرية في جامعة هامبورغ ، وزملاؤها. قال أوغار لـ Live Science في رسالة بريد إلكتروني: "لقد تمكنا من محاكاة موجة Hunga Tonga Lamb بعد يومين فقط من الحدث" ، والآن ، قدمت دراسة العلوم الجديدة مزيدًا من التفاصيل حول كيفية انتشار هذه الموجات ، باستخدام قياسات جيوفيزيائية مختلفة.

في دراستهم العلمية الخاصة ، ربط كوبوتا وزملاؤه النقاط بين موجات الحمل هذه وأسرع موجات تسونامي لوحظت بعد ثوران البركان. ووجدوا أن توقيت موجات الحمل وأمواج تسونامي "سابقة" يبدو أنهما متزامنان. المثير للدهشة هو أن هذه الموجات السابقة هبطت على الشاطئ قبل أكثر من ساعتين مما كان متوقعًا لموجات التسونامي التقليدية ، والتي كانت مدفوعة إلى حد كبير بالتشوهات المفاجئة في قاع البحر. 

بالإضافة إلى موجات الضأن الضخمة وأمواج تسونامي سريعة الحركة ، أنتج ثوران الهنغاريا أيضًا موجات صوتية بعيدة المدى بشكل لا يصدق وموجات فوق صوتية - مما يعني أن الموجات الصوتية منخفضة التردد للغاية بحيث لا يمكن أن يسمعها البشر ، حسبما أفاد ماتوزا وزملاؤه. قادت الموجات الخروف البارزة المجموعة ، تليها الموجات دون الصوتية ثم الموجات الصوتية المسموعة. بشكل ملحوظ ، تم الإبلاغ عن أصوات مسموعة ، تتكون من "دوي" قصير ومتكرر ، في جميع أنحاء ألاسكا ، على بعد أكثر من 6200 ميل (10000 كم) من ثوران هونغغا.