Королевство Тонга нечасто привлекает внимание мирового сообщества, но сильное извержение подводного вулкана 15 января распространило ударные волны, в буквальном смысле, по всему миру.
High-resolution Himawari satellite imagery of the #HungaTongaHungaHaapai volcanic eruption in Tonga ?
Our climate stations recorded a brief spike in air pressure as the atmospheric shock wave pulsed across New Zealand. pic.twitter.com/BfLzdq6i57
— NIWA Weather (@NiwaWeather) January 15, 2022
Сам вулкан со стороны кажется особо ничем не примечательным и никогда особо не привлекал внимание: он состоит из двух небольших необитаемых островов, Хунга-Тонга и Хунга-Хапаай, возвышающихся примерно на 100 м над уровнем моря в 65 км к северу от столицы Тонги Нукуалофа. Однако самое интересное скрывается под волнами — массивный вулкан высотой около 1800 м и шириной 20 км.
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, их, если сравнить данные извержения с событиями января 2022 года, даже можно назвать карликовыми.
Исследования этих более ранних извержений показывают, что это один из самых мощных взрывов — подобные вулкан способен производить примерно раз в тысячу лет.
Почему извержения вулкана такие взрывоопасные, ведь морская вода должна охлаждать магму?
Если магма поднимается в морскую воду медленно, даже при температуре около 1200 ℃, между магмой и водой образуется тонкая плёнка пара. Это обеспечивает слой изоляции, позволяющий охлаждать внешнюю поверхность магмы.
Изображение: AAP/Japan Meteorology Agency
Но этот процесс не работает, когда магма выбрасывается из земли, переполненная 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.
Исследователи вулканов называют это «взаимодействием топлива и охлаждающей жидкости», и подобное можно сравнить с химическими оружейными взрывами. Чрезвычайно сильные взрывы разрывают магму на части. Начинается цепная реакция, когда новые фрагменты магмы обнажают свежие горячие внутренние поверхности для взаимодействия с водой, и взрывы повторяются, в конечном итоге выбрасывая вулканические частицы и вызывая взрывы со сверхзвуковой скоростью.
Два слоя извержений Хунга
В результате извержения 2014/15 г. образовался вулканический конус, который соединил два старых острова Хунга в единый остров длиной около 5 км. Учёные из Оклендского университета технологий посещали его в 2016 году и обнаружили, что эти исторические извержения были всего лишь приподнятием занавесок перед главным событием.
Нанеся на карту морское дно, на глубине 150 метров под волнами эксперты обнаружили скрытую «кальдеру».
Кальдера представляет собой кратероподобную впадину диаметром около 5 км. Небольшие извержения (например, в 2009 и 2014/15 гг.) происходят в основном на краю кальдеры, но очень крупные исходят из самой кальдеры. Эти большие извержения настолько велики, что верхняя часть извергающейся магмы обрушивается внутрь, углубляя кальдеру. Глядя на химию прошлых извержений, специалисты теперь думают, что небольшие извержения представляют собой магматическую систему, медленно перезаряжающуюся, чтобы подготовиться к большому событию.
Учёные обнаружили свидетельства двух мощных прошлых извержений из кальдеры Хунга в отложениях на старых островах. Они сопоставили их химически с отложениями вулканического пепла на крупнейшем обитаемом острове Тонгатапу, расположенном в 65 км, а затем использовали радиоуглеродное датирование, чтобы показать, что большие извержения кальдеры происходят примерно раз в 1000 лет, последнее же извержение вулкана случилось в 1100 году нашей эры. Зная это, извержение 15 января, похоже, прошло точно по графику «большого».
Чего нам ожидать сейчас
Мы всё ещё 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 года и 13 января 2022 года были среднего размера. Они произвели облака высотой до 17 км и добавили новые участки суши к объединённому острову 2014/15.
Последнее извержение усилило масштабы происходящего. Высота пеплового шлейфа уже составляет около 20 км. Наиболее примечательно то, что он распространился почти концентрически на расстоянии около 130 км от вулкана, создав шлейф диаметром 260 км, и только после этого был искажён ветром.
Это демонстрирует огромную взрывную силу, которую нельзя объяснить только взаимодействием магмы и воды. Подобное возможно, когда из кальдеры извергается большое количество свежей, насыщенной газом магмы.
Извержение также вызвало цунами, обрушившееся как на Тонгу, так и на соседние Фиджи и Самоа. Ударные волны прошли многие тысячи километров, были замечены из космоса и зарегистрированы в Новой Зеландии на расстоянии около 2000 км. Вскоре после начала извержения небо над Тонгатапу закрылось, и начал падать пепел.
Все эти признаки указывают на то, что большая кальдера Хунга проснулась. Цунами генерируются сопряжёнными атмосферными и океанскими ударными волнами во время взрывов, но они также легко вызываются подводными оползнями и обрушениями кальдеры.
Changes of Hunga Tonga — Hunga Ha'apai volcanic #island caused by recent eruption. #Radar images taken by #Sentinel1 satellite on Dec. 10 and Dec. 22.
Satellite data processed in @sentinel_hub#Tonga #volcano #HungaTongaHungaHaapai #SAR pic.twitter.com/TNxzxRJ3Ov
— kosmi (@kosmi64833127) December 23, 2021
Остаётся неясным, является ли это кульминацией извержения. Оно представляет собой значительный выброс давления магмы, что может урегулировать систему.
Предупреждение, однако, кроется в геологических отложениях от предыдущих извержений вулкана. Эти сложные последовательности показывают, что каждый из 1000-летних крупных эпизодов извержения кальдеры включал в себя множество отдельных взрывов.
Следовательно, мы можем ожидать несколько недель или даже лет крупных вулканических волнений, связанных с вулканом Хунга-Тонга-Хунга-Хаапай. Однако будем надеется, что этот период ограничится куда меньшим временем — ради народа Тонги.
