Сотрудники Института физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН проанализировали акустико-гравитационные волны, вызванные извержением подводного вулкана Хунга-Тонга-Хунга-Хаапай (Тонга). Эти волны распространялись на огромные расстояния и были зафиксированы инфразвуковыми станциями по всему миру.

Извержение вулкана Тонга в январе 2022 года стало одним из самых мощных в истории наблюдений. Оно вызвало цунами, изменило атмосферные процессы и даже повлияло на климат. Понимание механизмов таких извержений помогает прогнозировать их последствия и улучшать системы мониторинга для защиты населения.

Анализ инфразвуковых сигналов позволил выявить четыре отдельных события в процессе извержения (рис. 1): первое связано с разрушением лавовой пробки и генерацией волны разряжения, а три последующих были вызваны испарением воды, попавшей в магматический очаг вулкана после разрушения пробки, и имели суммарную энергию 2–3 × 10¹⁸ Дж (200-300 млн тонн в тротиловом эквиваленте).

Акустико-гравитационные волны распространялись в виде мод Лэмба* с переходом от сферического фронта к цилиндрическому на расстояниях больше 500 км. (*Моды Лэмба, или волны Лэмба, названные в честь английского физика Г. Лэмба, — это тип упругих волн, которые распространяются в твёрдых пластинах или тонких слоях со свободными границами. Они представляют собой один из видов нормальных волн в упругих волноводах. — прим. ред.)

Они обогнули Землю три раза. Трансформация формы и длительности сигнала от вулкана Тонга во время его распространения на большие расстояния была аналогична трансформации сигналов от импульсных источников высокой мощности, таких как взрывы ядерных бомб и Тунгусского метеорита. На рис. 2 изображены пароводяные облака от взрыва вулкана Тонга на начальной стадии его извержения и спустя некоторое время после его извержения.

Исследование раскрыло новые детали одного из самых грандиозных природных событий XXI века. Эти данные открывают новые знания о механизмах подводных извержений и их влияние на планету.

Результаты исследования опубликованы в статье в журнале Pure and Applied Geophysics.

Источник: ИФА РАН.