Ученые раскрыли тайну сигнала, после которого началось самое мощное извержение в истории

Эта поразительная история случилась в январе 2022 года. Именно тогда взорвался подводный вулкан Хунга-Тонга-Хунга-Хаапай. При этом выделилось чудовищное количество энергии, 61 мегатонна тротила, то есть более 4000 бомб, сброшенных когда-то на Хиросиму. Разумеется, было еще и очень мощное землетрясение, магнитуда которого составила 8,4 по шкале Рихтера.


Об этом много говорили в новостях, но мало кто знает, что за несколько минут до извержения удаленные станции мониторинга землетрясений зафиксировали загадочный сигнал.

Большой бум

15 января 2022 года в южной части Тихого океана произошло событие, которое потрясло весь мир в самом прямом смысле. Подводный вулкан Хунга-Тонга-Хунга-Хаапай взорвался так мощно, что ученые сразу поняли: это самое мощное извержение за всю историю наблюдений за огнедышащими горами. Даже легендарный Кракатау не смог наделать столько шума.

Звуковая волна от извержения была столь сильна, что ее зарегистрировали по всему миру. Эксперты утверждают, что она обогнула Землю как минимум четыре раза. Про мощность уже было сказано, а вот грохот от извержения был слышен на расстоянии до 10 000 км. Люди в Австралии, на Аляске и даже на другом конце планеты в Великобритании заявляли, что были напуганы страшными звуками.

Необычно сильное извержение породило цунами, которое достигло берегов Тонги, Японии, США и даже Перу. Высота волн на ближайших островах достигала 15 м, примерно как пятиэтажный дом.

До извержения вулкан образовывал два маленьких острова — Хунга-Тонга и Хунга-Хаапай. В результате прошлых извержений, начиная с 2014 года, между ними вырос новый участок суши, формируя единый остров. Однако во время мощного взрыва в январе 2022 года центральная часть острова, которая соединяла два старых участка суши, практически полностью утонула в океане. На ее месте теперь огромный подводный кратер диаметром около 4 км и глубиной более 700 м.

Две волны

Но вернемся к таинственному сигналу. Команда из Института исследований землетрясений Токийского университета обнаружила, что незадолго до извержения станции сейсмического мониторинга на островах Фиджи и Футуна зафиксировали признаки волн Рэлея.

Для справки: станции расположены на расстоянии более 730 км от вулкана. Волны Рэлея — это сейсмические волны, которые движутся по поверхности Земли, как рябь на воде. Они слабее в глубине, но на поверхности весьма разрушительны. Их скорость ниже, чем у других сейсмических волн.



Японские исследователи вычислили, что извержение в Тонге случилось в 16:47 по местному времени. А сейсмоволны поднялись за 15 минут до этого, в 16:32.

Расстояние между вулканом и станциями огромное, но несмотря на это, у замеченных волн Рэлея преобладал диапазон частот 0,03–0,1 Гц. Это значило, что в источнике, откуда пришли волны, произошло землетрясение 4,9 балла по шкале Рихтера. А может быть, и выше того.

Затем пришла вторая рэлеевская волна, и она была сильнее. Промежуток между ними соответствовал началу извержения. Об этом японские ученые написали в статье, которая вышла 4 ноября 2024 года в Geophysical Research Letters, научном журнале Американского геофизического союза.

Таким образом, было подтверждено, что таинственный сигнал однозначно предшествовал извержению. Однако откуда он взялся, было непонятно.

Когда падает морское дно

Тогда исследователи из Токийского университета обратились к гравиметрическим данным со спутников. Аппараты на орбите постоянно посылают друг другу сигналы, похожие на микроволны, чтобы точно измерить расстояние между ними. Эти измерения помогают понять, как Земля притягивает каждый спутник своей гравитацией.

Чем сильнее притяжение, тем больше меняется расстояние между спутниками. Таким образом, ученые могут узнать, где на Земле есть области с большей или меньшей гравитационной силой. Гравиметрия — это отличный инструмент для изучения формы планеты и ее внутренней структуры.

Измерения показали, что извержение в Тонге, скорее всего, относилось к кальдерному типу. Это значит, что во время извержения выделялось так много магмы, что поверхность планеты, под которой находились резервуары с лавой, обрушивалась. То есть, магма из хранилищ пошла к вулкану, образовалась пустота и слабое морское дно вокруг вулкана рухнуло. Это и был источник таинственных волн Рэлея, которые были засечены сейсмическими датчиками на станциях Фиджи и Футуна.



Почему ученые далеко не сразу расшифровали природу загадочных волн? Дело в том, что о кальдерных извержениях очень мало данных, а о подводных инцидентах такого типа — еще меньше. Это подтвердил доктор наук Миэ Итихара, вулканолог из Токийского университета, который участвовал в исследовании.


— Такуро Хориучи, ведущий автор исследования, Токийский университет.

Именно из-за этого обстоятельства сейсмоволны и были определены далеко не сразу.

Ну, а дальше случилось следующее: расплавленная горная порода, газы от нее и морская вода проникли в трещины стенок вулкана Тонга. Когда все это смешалось, давление внутри трещины сильно возросло, что привело к взрывному извержению.