Мир не видел взрыва, подобного тому, который произошел 15 января, когда подводный вулкан Хунга Тонга-Хунга Хаапай извергся недалеко от Тонги в южной части Тихого океана со времен извержения Кракатау в 1883 году. По данным международной исследовательской группы, извержение на Тонге было более масштабным, чем любое другое явление такого типа, зарегистрированное с использованием современных геофизических методов. По данным журнала Science, атмосферные ударные волны четыре раза обогнули земной шар.
Крупному извержению 15 января предшествовала измеримая сейсмическая активность 18 декабря 2021 года, пишут исследователи во главе с автором Робином Матозой из Калифорнийского университета (США). Помимо многих других ученых, в анализе принимал участие Пьеррик Миалле, работающий в базирующейся в Вене организации по договору о запрещении ядерных испытаний. Примерно 13 января район вокруг вулкана, всего в 40 милях к северу от столицы Тонги Нукуалофа, стал более неспокойным.
Обнаружена атмосферная волна Лэмба
15 января в течение получаса произошла «сложная последовательность извержений» и ни одного взрыва. Это можно увидеть в ударных волнах, которые были зарегистрированы в воздухе, в воде или с помощью сейсмических измерительных устройств по всему миру. Облако от взрыва достигло высоты более 30 километров над уровнем моря. Событие также было зафиксировано метеоспутниками.
В частности, была зарегистрирована атмосферная волна Лэмба. Это ударная волна, в которой колебания происходят не только по направлению распространения, но и по вертикали. Согласно докладу, такие волны в низкочастотном диапазоне менее 0,01 Гц возникают только при очень сильных взрывах в атмосфере, таких как атомные бомбы или извержения вулканов. В случае с извержением вулкана Хунга такие волны, движущиеся примерно со скоростью звука, были зарегистрированы как минимум четыре раза за шесть дней в точках измерения по всему миру.
Цунами унесло 36 000 жизней
Это говорит о том, что ударные волны были сравнимы с волнами разрушительного извержения Кракатау в 1883 году, которое, включая последующее цунами, унесло жизни более 36 000 человек, по мнению ученых. В любом случае волна Лэмба после 15 января была значительно больше, чем волна, вызванная извержением вулкана Сент-Хеленс в США в 1980 году. Это сравнимо с тем, что произошло после испытания в 1961 году в СССР атомной бомбы («Царь-бомба») с силой взрыва около 58 мегатонн — крупнейшей детонации, когда-либо произведенной человечеством. Однако волна 2022 года принесла с собой гораздо более продолжительное изменение атмосферного давления, чем тот единичный взрыв в Арктике.
Затем за волнами Лэмба последовали широко обнаруживаемые инфразвуковые волны в неслышимом диапазоне между 0,01 и примерно 20 Гц. По имеющимся данным, извержение было слышно даже на Аляске, примерно в 10 000 километров, что также можно было понять по микрофонным записям. С другой стороны, во время извержения Кракатау взрывы можно было услышать «лишь» на расстоянии около 4800 километров. Однако это также может быть связано с тем, что за это время плотность населения значительно увеличилась, и теперь обмениваться такими отчетами стало гораздо проще, признают исследователи.
Два основных извержения
Насколько сильной была волна Лэмба, видно и по тому, что она была зафиксирована, например, измерительными приборами на глубине воды около 50 метров у вулкана Стромболи (Италия), более чем в 17 000 километров от Тонги. Сейсмическая запись события предполагает, что было два основных извержения и что извержение прошло несколько фаз в течение длительного периода времени. В Тихом океане первые волны цунами иногда достигали берегов на два часа раньше, чем ожидалось на самом деле, пишут ученые, которые собирали и анализировали данные с многочисленных измерительных станций. Однако изменения уровня моря зафиксированы также в Карибском бассейне и Средиземном море, хотя прямого морского пути туда нет.
С этим же связаны и атмосферные ударные волны. В другой публикации «Science» японские исследователи во главе с Тацуей Куботой используют моделирование, чтобы связать самые ранние волны в Тихоокеанском регионе с быстро движущимися волнами Лэмба. В целом здесь видно, что цунами после извержений вулканов иногда бывают более сложными и могут длиться дольше, чем после землетрясений. Поэтому новые выводы следует учитывать в системах раннего предупреждения таких природных явлений.
