Η έκρηξη της Χόνγκα Τόνγκα έριξε πάνω από 50 δισεκατομμύρια κιλά νερού στη στρατόσφαιρα

Τον Ιανουάριο του τρέχοντος έτους, ένα υποθαλάσσιο ηφαίστειο στην Τόνγκα προκάλεσε μια τεράστια έκρηξη, τη μεγαλύτερη μέχρι στιγμής αυτόν τον αιώνα. Η ανάμειξη θερμού ηφαιστειακού υλικού με κρύο νερό του ωκεανού προκάλεσε μια έκρηξη που έστειλε ένα ατμοσφαιρικό ωστικό κύμα σε ολόκληρο τον πλανήτη και προκάλεσε ένα τσουνάμι που κατέστρεψε τις τοπικές κοινότητες και έφτασε στην Ιαπωνία. Το μόνο τμήμα του χείλους του κρατήρα που εκτείνεται πάνω από το νερό έχει μειωθεί σε μέγεθος και χωρίστηκε σε δύο νησιά. Ένα νέφος υλικού εκτοξεύτηκε απευθείας μέσω της στρατόσφαιρας και στη μεσαία ατμόσφαιρα, πάνω από 50 χιλιόμετρα πάνω από την επιφάνεια της Γης.

Ρίξτε μια πιο προσεκτική ματιά σε μια σειρά από προηγούμενες ηφαιστειακές εκρήξεις και μελετήσαμε πώς επηρέασαν το κλίμα. Αλλά αυτές οι εκρήξεις (κυρίως η έκρηξη του όρους Pinatubo) προήλθαν όλες από ηφαίστεια στη Γη. Η έκρηξη της Χόνγκα Τόνγκα μπορεί να είναι η μεγαλύτερη υποβρύχια έκρηξη που έχει τεκμηριωθεί ποτέ, και το λοφίο της έκρηξης περιείχε ασυνήθιστες ποσότητες υδρατμών – τόσο πολύ που στην πραγματικότητα ήταν εμπόδιο στις δορυφορικές παρατηρήσεις σε ορισμένα μήκη κύματος. Τώρα, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν δεδομένα μετεωρολογικών μπαλονιών για να ανακατασκευάσουν το λοφίο και να παρακολουθήσουν την πρόοδό του μέσα από δύο κύκλους σε όλο τον κόσμο.

μπουμ συναντά μπαλόνι

Οι λέξεις της ημέρας είναι το λεξιλόγιό σας Ασύρματος καθετήρας, που είναι ένα μικρό πακέτο και πομπός που μπορεί να μεταφερθεί στην ατμόσφαιρα από ένα μετεωρολογικό μπαλόνι. Υπάρχουν δίκτυα τοποθεσιών όπου οι ραδιοφωνικοί ηχογραφήσεις εκτοξεύονται ως μέρος των υπηρεσιών πρόγνωσης καιρού. Τα πιο στενά συνδεδεμένα με την Χούνγκα Τόνγκα βρίσκονται στα Φίτζι και στην ανατολική Αυστραλία. Ένα αερόπλοιο από τα Φίτζι ήταν το πρώτο που χρησιμοποίησε εργαλεία στο λοφίο της έκρηξης και το έκανε λιγότερο από 24 ώρες μετά την έκρηξη του Χόνγκα Τόνγκα.

Αυτός ο ραδιοανιχνευτής είδε αυξανόμενα επίπεδα νερού καθώς σκαρφάλωνε μέσω της στρατόσφαιρας από υψόμετρο 19 σε 28 χιλιόμετρα. Τα επίπεδα του νερού έφτασαν στο υψηλότερο επίπεδο που έχει μετρηθεί ποτέ στην κορυφή αυτού του εύρους όταν το μπαλόνι έσκασε, τερματίζοντας τις μετρήσεις. Αλλά αμέσως μετά, ένα λοφίο άρχισε να εμφανίζεται κατά μήκος της ανατολικής ακτής της Αυστραλίας, το οποίο κατέγραψε και πάλι πολύ υψηλά επίπεδα υδρατμών. Και πάλι, το ύψος του νερού έφτασε τα 28 χιλιόμετρα, αλλά σταδιακά εγκαταστάθηκε σε χαμηλότερα υψόμετρα τις επόμενες 24 ώρες.

Το εκπληκτικό είναι πόσοι ήταν. Σε σύγκριση με τα κανονικά επίπεδα υποβάθρου των υδρατμών της στρατόσφαιρας, αυτοί οι ραδιοφωνικοί ηχογραφήσεις κατέγραφαν 580 φορές περισσότερο νερό ακόμη και δύο ημέρες μετά την έκρηξη, αφού το λοφίο είχε τεντωθεί για κάποιο χρονικό διάστημα.

Υπήρχαν πολλά πράγματα ακόμα αξιοσημείωτα καθώς ο άξονας παρασύρθηκε πάνω από τη Νότια Αμερική. Οι ερευνητές μπόρεσαν να το παρακολουθήσουν για έξι εβδομάδες, ακολουθώντας το καθώς εξαπλώθηκε καθώς περιφερόταν γύρω από τη Γη δύο φορές. Χρησιμοποιώντας μερικές από αυτές τις μετρήσεις, οι ερευνητές υπολόγισαν τον συνολικό όγκο της στήλης υδρατμών και στη συνέχεια χρησιμοποίησαν τα υπάρχοντα επίπεδα νερού για να καταλήξουν στη συνολική ποσότητα νερού που εισήχθη στη στρατόσφαιρα από την έκρηξη.

Ήρθαν με 50 δισεκατομμύρια κιλά. Αυτή είναι μια χαμηλή εκτίμηση, επειδή, όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, υπήρχε ακόμα νερό πάνω από τα υψόμετρα όπου σταμάτησαν ορισμένες από τις μετρήσεις.

Όχι σαν τους άλλους

Εκρήξεις όπως αυτή στο όρος Pinatubo έβαλαν μεγάλο μέρος της ανακλαστικής ομίχλης διοξειδίου του θείου στη στρατόσφαιρα, αντανακλώντας το ηλιακό φως πίσω στο διάστημα. Αυτό είχε το καθαρό αποτέλεσμα της ψύξης των επιφανειακών θερμοκρασιών κατά τη διάρκεια των ετών αμέσως μετά την έκρηξη, αν και το υλικό σταδιακά υποχωρεί στην ατμόσφαιρα, προκαλώντας την εξασθένιση της επίδρασης για αρκετά χρόνια. Τουλάχιστον αμέσως μετά, η Hunga Tonga δεν φαίνεται να έχει παρόμοιο αποτέλεσμα.

Αντίθετα, οι υδρατμοί λειτουργούσαν ως αέριο θερμοκηπίου, όπως θα περίμενε κανείς. Αυτό σημαίνει ότι η κάτω περιοχή του νέφους της έκρηξης απορροφά ενέργεια, αφήνοντας τα πάνω μέρη περίπου 2 K πιο ψυχρά.

Οι ερευνητές υποπτεύονται ότι η τεράστια ποσότητα νερού στη σωστή έκρηξη εμπόδισε μεγάλο μέρος του διοξειδίου του θείου να φτάσει στη στρατόσφαιρα. Και τα αντικείμενα που έχουν φτάσει σε ύψος μπορεί να έχουν ξεπλυθεί πιο γρήγορα. Οι ερευνητές υποψιάζονται επίσης ότι οι αλλαγές στη στρατοσφαιρική χημεία μπορεί να επηρεάσουν την ποσότητα του όζοντος εκεί, αλλά ότι μπορεί να χρειαστεί μακροχρόνια παρατήρηση για να επιλυθεί.

Συνολικά, το συμπέρασμα φαίνεται να είναι ότι κάνει πραγματικά μεγάλη διαφορά όταν συμβαίνει μια υποβρύχια έκρηξη. Οι ηφαιστειακές εκρήξεις όπως η Χούνγκα Τόνγκα θα ήταν σπάνιες σε σύγκριση με τις επίγειες εκρήξεις, επειδή η έκρηξη θα έπρεπε να συμβεί σε σχετικά ρηχά νερά προκειμένου να εκτοξευθεί υλικό μέχρι τη στρατόσφαιρα. Αλλά όταν συμβαίνουν, φαίνεται ότι τα πάντα, από τη χημεία της ατμόσφαιρας μέχρι τις επιπτώσεις του κλίματος είναι πιθανό να είναι διαφορετικά.

Επιστήμες2022. DOI: 10.1126 / Επιστήμη. abq2299 (Σχετικά με τα DOI).