Ученые идентифицировали таинственный сигнал, который произошел всего за несколько минут до самого мощного взрыва современности — извержения вулкана в Тихом океане.
Когда в 2022 году взорвался подводный вулкан Хунга Тонга-Хунга Хаапай, он произвел выброс энергии, эквивалентной 61 мегатонне в тротиловом эквиваленте, или землетрясению магнитудой 8,4.
Команда из Японского института по исследованию землетрясений обнаружила «сейсмическую волну», возникшую перед этим взрывом, которая была вызвана обрушением слабой части океанского дна вблизи вулкана. Это вызвало колебания, распространяющиеся по морскому дну, которые были зафиксированы удаленными станциями мониторинга за 15 минут до извержения.
Исследование объяснило, что эта трещина в стенках вулкана Тонга позволила морской воде и магме смешаться в области между морским дном и его подземной магматической камерой, что в конечном итоге спровоцировало массовое «паровое» извержение.
«Многим извержениям предшествует сейсмическая активность», — сказал Такуро Хориучи, студент-вулканолог Токийского университета, который был ведущим автором исследования.
Но Хориучи отметил, что чаще всего «такие сейсмические сигналы малозаметны и обнаруживаются только в радиусе нескольких километров от вулкана».
Команда надеется, что уроки, извлеченные из их работы, когда-нибудь помогут «проводить подобный анализ в режиме реального времени» для служб экстренного реагирования в преддверии будущей вулканической активности.
Когда 15 января 2022 года в южной части Тихого океана прогремел взрыв «Хунга Тонга-Хунга Хаапай», ученые были поражены тем, что звуковые волны от его исторического подводного взрыва были обнаружены на расстоянии 6200 миль от Аляски.
Около 58 000 олимпийских бассейнов с водяным паром были выброшены в воздух, вызвав грозы и цунами в результате извержения вулкана Тонга.
В то время исследователи отмечали, что по сравнению со знаменитым взрывом индонезийского вулкана Кракатау в 1883 году взрыв на Тонге стал самым крупным из когда-либо зарегистрированных современным геофизическим оборудованием.
Зная, что сейсмическая активность вызвана извержениями вулканов, команда изучила данные двух станций мониторинга землетрясений на островах Фиджи и Футуна, расположенных на расстоянии более 466 миль.
Они обнаружили признаки волн Рэлея — вибрации, обнаруживаемой только приборами.
Извержение на Тонге произошло в 16:47 по местному времени, а волны появились в 16:32, ровно за 15 минут до этого.
Несмотря на такое огромное расстояние, волны Рэлея «доминировали» в диапазоне частот 0,03–0,1 Герц (Гц), писали они, давая показания (по амплитуде), сравнимые с землетрясением магнитудой 4,9.
Но похожий на землетрясение грохот, вызванный самим извержением вулкана, был еще более мощным.
«Разница во времени прихода волны Рэлея между двумя станциями соответствовала разнице во времени землетрясения магнитудой 5,8 во время извержения», — написала команда в своем исследовании журнале открытого доступа Американского геофизического союза.
Еще один ключевой набор информации, который помог им разработать прогнозную модель взрыва этого подводного вулкана, был получен из спутниковых данных о гравитации.
Данные были собраны с помощью спутников, которые постоянно измеряли расстояние между собой, используя микроволновые приборы для определения расстояния между объектами, чтобы определить влияние земного притяжения на их массу.
Они утверждали, что событие в Тонге, возможно, известно как «кальдерообразующее извержение», при котором выбрасывается так много магмы, что области над резервуаром магмы разрушаются.
«Наблюдаемых кальдерообразующих извержений очень мало, и еще меньше наблюдаемых кальдерообразующих извержений в океане», — говорит доктор Ми Итихара, вулканолог из Токийского университета и соавтор нового исследования.
«Это дает представление о процессах, ведущих к образованию кальдеры, — отметил доктор Итихара в заявлении для прессы, — но я бы не сказал, что это единственный сценарий».
В своем новом исследовании они сообщили, что «проникновение магмы, магматического газа и морской воды» в трещину в земной коре вдоль стенки кальдеры вулкана Тонга могло привести к повышению давления пара, «взаимодействию магмы и воды, вызвавшему извержение».
Доктор Итихара выразил надежду, что все эти разрозненные датчики однажды могут быть использованы для того, чтобы было легче прогнозировать потенциально опасную активность подводных вулканов и безопасно реагировать на нее.
«Ранние предупреждения очень важны для смягчения последствий стихийных бедствий», — сказал он. — Островные вулканы могут вызывать цунами, которые представляют серьезную опасность.