Почему взрыв вулкана в Тонга был таким сильным и что ожидать теперь?

Королевство Тонга не часто привлекает внимание, но сильное извержение подводного вулкана 15 января затронуло буквально половину мира.

Вулкан состоит из двух небольших необитаемых островов, Хунга-Хаапай и Хунга-Тонга, возвышающихся примерно на 100 метров над уровнем моря в 65 километрах к северу от столицы Тонги Нукуалофа. Но под волнами скрывается массивный вулкан высотой около 1800 метров и шириной 20 километров.

Вулкан Хунга-Тонга-Хунга-Хаапай регулярно извергался в течение последних нескольких десятилетий. Во время событий 2009 и 2014/15 годов сквозь волны вырвались горячие струи магмы и пара. Но эти извержения были небольшими, по сравнению с январскими событиями 2022 года их масштабы казались карликовыми.

Наше исследование этих более ранних извержений предполагает, что это один из самых мощных извержений, которые вулкан способен производить примерно раз в тысячу лет.

Почему извержение вулкана такое взрывное, учитывая, что морская вода должна охлаждать магму?

Если магма медленно поднимается в морскую воду, даже при температуре около 1200 градусов по Цельсию между магмой и водой образуется тонкая пленка пара. Это обеспечивает слой изоляции, позволяющий остыть внешней поверхности магмы.

Но этот процесс не работает, когда из-под земли выбрасывается магма, наполненная вулканическим газом. Когда магма быстро попадает в воду, любые слои пара быстро разрушаются, в результате чего горячая магма вступает в непосредственный контакт с холодной водой.

Вулканологи называют это «взаимодействием топлива и охлаждающей жидкости», и оно похоже на химические взрывы оружейного качества. Чрезвычайно сильные взрывы разрывают магму на части. Начинается цепная реакция, когда новые фрагменты магмы обнажают свежие горячие внутренние поверхности для воды, и взрывы повторяются, в конечном итоге выбрасывая вулканические частицы со сверхзвуковой скоростью.

Что ожидать дальше.

Мы все еще находимся в середине этой крупной последовательности извержений, и многие аспекты остаются неясными, отчасти потому, что остров в настоящее время закрыт облаками пепла.

Два предыдущих извержения 20 декабря 2021 г. и 13 января 2022 г. были среднего размера. Они произвели облака высотой до 17 километров и добавили новую землю к объединенному острову 2014/15 года.

Последнее извержение усилило масштабы. Пепловый шлейф уже достиг высоты около 20 километров. Самое примечательное, что он распространялся почти концентрически на расстоянии около 130 километров от вулкана, создавая шлейф диаметром 260 километров.

Это демонстрирует огромную взрывную силу, которую нельзя объяснить только взаимодействием магмы и воды. Значит из кальдеры извергается большое количество свежей, насыщенной газом магмы.

Извержение также вызвало цунами по всей Тонге и соседним Фиджи и Самоа. Ударные волны прошли многие тысячи километров, были замечены из космоса и зарегистрированы в Новой Зеландии на расстоянии около 2000 километров.

Все эти признаки указывают на то, что большая кальдера Хунга проснулась. Цунами генерируются сопряженными атмосферными и океанскими ударными волнами во время взрывов, но они также легко вызываются подводными оползнями и обрушениями кальдер.

Остается неясным, является ли это кульминацией извержения.

Следовательно, нас могут ждать несколько недель или даже лет крупных вулканических волнений из-за вулкана Хунга-Тонга-Хунга-Хаапай.

Шейн Кронин, профессор Оклендского университета.

Статья переиздана из The Conversation.