محققان توانستند ارتفاع ستون آتشفشانی آتشفشان تونگا را که دهانه آن در زیر سطح اقیانوس قرار دارد و در ژانویه فوران کرد، اندازه گیری کنند. نتایج نشان می دهد که این بالاترین فوران در نوع خود بوده است.
یک مطالعه جدید نشان می دهد که فوران عظیم آتشفشانی زیر دریا در اوایل سال جاری در تونگا بالاترین ستون آتشفشانی را در نوع خود ثبت کرد. این ستون طولانی از خاکستر، گرد و غبار و بخار آب تشکیل شده بود و 57 کیلومتر از سطح دریا ارتفاع داشت. این ستون آتشفشانی اولین باری بود که به مزوسفر – سومین لایه جو زمین رسید.
در 15 ژانویه، آتشفشان هونگا به طور ناگهانی در منطقه هونگا تونگا (در کشور تونگا در اقیانوس آرام)، یک مخروط آتشفشانی زیر آب در 64 کیلومتری شمال جزیره تونگا، تونگاتاپو فوران کرد. این انفجار قوی ترین انفجار روی زمین در 30 سال گذشته بود و صد برابر قوی تر از بمب هیروشیما بود.
انرژی عظیم این رویداد باعث سونامی شد که به ژاپن رسید. همچنین امواج شوک جوی که توسط صدای زنگوله ای ایجاد می شد در جو زمین شنیده شد.
این فوران عظیم رکوردهای بسیاری را شکست: یک انفجار زمین لرزه سریع ترین امواج هوایی ثبت شده و 590000 صاعقه را ایجاد کرد. این فوران آتشفشانی همچنین بیش از هر فوران دیگری بخار آب بیرون زد که می تواند لایه اوزون را ضعیف کند و باعث گرم شدن سیاره ما شود.
مطالعه جدیدی که در 4 نوامبر در ژورنال Science منتشر شد، نشان می دهد که این توده آتشفشانی طولانی ترین فوران ثبت شده تاکنون را داشته است و ارتفاع آن به 57 کیلومتر می رسد. رکورد قبلی ارتفاع این آتشفشان متعلق به کوه پیناتوبو در فیلیپین بود که در سال 1991 فوران کرد و در بلندترین نقطه خود به ارتفاع حدود 40 کیلومتری از سطح دریا رسید.
همچنین، ستون فوران تونگا اولین آتشفشانی بود که از بالای استراتوسفر – دومین لایه جو که بین 12 تا 50 کیلومتر را پوشانده بود – بلند شد و وارد جوی شد که تا 80 کیلومتری زمین ادامه دارد.
تصویر بزرگ‌نمایی شده از این فوران آتشفشانی توسط ماهواره ژاپنی هیماواری-8 در 15 ژانویه 2022 در ساعت 04:50 UTC، تنها 50 دقیقه پس از شروع فوران، گرفته شد.
سایمون پراد، نویسنده اصلی این مطالعه و دانشمند جوی در دانشگاه آکسفورد، بریتانیا، در بیانیه ای گفت: “این یک یافته غیرعادی است.” زیرا ما هرگز ابری به این بلندی ندیده ایم.”
کارشناسان و آتشفشان شناسان مطمئن بودند که فوران آتشفشان تونگا بالاترین فوران در نوع خود بوده است. با این حال، تعیین ارتفاع دقیق ستون این آتشفشان بسیار دشوار بود.
محققان معمولا ارتفاع یک ستون آتشفشانی را با اندازه گیری دمای نوک آن بدست می آورند. آنها این عدد را با مقایسه دمای حسگرهای مادون قرمز در ماهواره هایی که به دور زمین می چرخند با دمای هوای اطراف به دست می آورند.
در بیشتر فوران های آتشفشانی، توده ها تنها به لایه اول جو زمین یعنی تروپوسفر که 8-11 کیلومتر از سطح دریا بالا می رود و به قسمت های پایینی استراتوسفر می رسند. در این ارتفاع، دمای هوا بسیار قابل پیش‌بینی است، زیرا با افزایش ارتفاع، دما کاهش می‌یابد و اندازه‌گیری ارتفاع ستون را آسان‌تر می‌کند.
با این حال، در بالای استراتوسفر، دمای هوا گرم‌تر می‌شود، زیرا اشعه‌های فرابنفش توسط لایه اوزون در مرز بالایی استراتوسفر به دام می‌افتند. در این بیانیه، محققان گفتند که دما در مزوسفر دوباره به شدت کاهش می یابد و تعیین ارتفاع دقیق ستون تونگا با استفاده از این روش غیرممکن می شود.
برای دور زدن این مشکل، محققان روشی مبتنی بر پدیده ای به نام «اثر اختلاف منظر» ابداع کرده اند. تفاوت آشکار در موقعیت جسم در هنگام مشاهده از خطوط دید متفاوت. چیزی شبیه این که وقتی جسمی را با یک چشم باز می بینیم و سپس آن چشم را می بندیم و چشم دیگر را باز می کنیم، به نظر می رسد جسم حرکت کرده است.
محققان با استفاده از تصاویر هوایی ثبت شده از سه ماهواره هواشناسی با فاصله 10 دقیقه ای، تصاویر را مثلث بندی کردند تا ارتفاع دقیق قله این توده آتشفشانی را مشخص کنند. این به تیم اجازه داد تا نه تنها حداکثر ارتفاع شفت را اندازه گیری کند، بلکه ببیند که چگونه در طول زمان رشد کرده است.
محققان می گویند که به کارگیری این روش جدید با پیشرفت های اخیر در ماهواره های هواشناسی امکان پذیر شده است. پراود می گوید: توانایی تخمین ارتفاع این آتشفشان به این شکل به دلیل پوشش ماهواره ای خوبی است که در حال حاضر داریم. این یک دهه پیش ممکن نبود.
این روش جدید را می توان بدون توجه به سایز چتری های دیگر نیز به کار برد. این روش همچنین به محققان کمک می کند تا روش اندازه گیری توده های آتشفشانی را استاندارد کنند.
یکی از نویسندگان این مطالعه، اندرو پراتا، دانشمند جوی در دانشگاه آکسفورد که در مطالعه توده های آتشفشانی تخصص دارد، گفت. جمع آوری این اطلاعات می تواند توسط آتشفشان شناسان و دانشمندان جوی برای مدل سازی پراکندگی خاکستر آتشفشانی در جو استفاده شود.
در این بیانیه، محققان اعلام کردند که درک ارتفاع توده های آتشفشانی به آنها کمک می کند تا بفهمند این توده ها چگونه بر تغییرات آب و هوایی تأثیر می گذارند.
