محققان توانستند ارتفاع ستون فوران آتشفشانی را که دهانه آن در زیر سطح اقیانوس قرار دارد اندازه گیری کنند و در ژانویه فوران کرد. نتایج نشان می دهد که این بلندترین فوران در نوع خود بوده که تاکنون ثبت شده است.
به گزارش خبرآنلاین و به نقل از لایو ساینس، یک مطالعه جدید نشان می دهد که فوران آتشفشانی عظیمی که در اوایل سال جاری در زیر اقیانوس در تونگا رخ داد، بالاترین ستون آتشفشانی را در نوع خود ثبت کرد. این ستون از خاکستر، گرد و غبار و بخار آب تشکیل شده بود و ارتفاع آن از سطح دریا 57 کیلومتر بود. این ستون آتشفشانی اولین ستونی بود که به مزوسفر – سومین لایه زمین رسید.
در 15 ژانویه آتشفشان هونگا در منطقه هونگا-تونگا (در اقیانوس آرام تونگا) که مخروطی آتشفشانی در زیر دریا در فاصله 64 کیلومتری شمال جزیره تونگا، تونگاتاپو است، ناگهان فوران کرد. این انفجار قوی ترین انفجار روی زمین در 30 سال گذشته بوده و 100 برابر قویتر از بمب هیروشیما بوده است.
این رویداد باعث سونامی شد که به ژاپن نیز رسید. امواج شوک جوی نیز ایجاد شد که باعث شد صدای زمین در جو به صدا درآید.
این فوران رکوردهای بزرگ بسیاری را شکست: انفجار زمین را تکان داد که باعث ایجاد سریع ترین امواج جوی ثبت شده و 590 هزار صاعقه شد. همچنین در این فوران آتشفشانی بیش از هر فوران دیگری بخار آب منتشر شد که به طور بالقوه می تواند لایه اوزون را ضعیف کرده و باعث گرم شدن سیاره شود.
در مطالعه جدیدی که در 4 نوامبر در مجله Science منتشر شد، نشان می دهد که این ستون آتشفشانی بلندترین فوران ثبت شده تاکنون بوده و ارتفاع آن 57 کیلومتر بوده است. رکورد ارتفاع آتشفشان قبلی کوه پیناتوبو در فیلیپین بود که در سال 1991 فوران کرد و در بالاترین نقطه خود به ارتفاع حدود 40 کیلومتری از سطح دریا رسید.
همچنین ستونی که در اثر فوران تونگا ایجاد شد، اولین آتشفشانی بود که بر فراز استراتوسفر – دومین لایه که بین 12 تا 50 کیلومتر را پوشش می دهد – برخاست و وارد مزوسفر شد که تا 80 کیلومتری زمین ادامه دارد.
تصویر بزرگ‌نمایی شده از این فوران توسط ماهواره هیماواری-8 ژاپن در 15 ژانویه 2022 در ساعت 04:50 UTC، دقیقا 50 دقیقه پس از شروع فوران گرفته شده است.
سایمون پراد، نویسنده اصلی این تحقیق و دانشمند در زمینه علوم جوی در دانشگاه آکسفورد بریتانیا در بیانیه ای اعلام کرد: این یک نتیجه فوق العاده است. زیرا ما هرگز ابرهایی با این ارتفاع ندیده ایم.»
کارشناسان و متخصصان این آتشفشان راضی بودند که فوران آتشفشان تونگا بلندترین فوران در نوع خود بوده است. با این حال، تعیین ارتفاع ستون دقیق این آتشفشان بسیار چالش برانگیز بود.
به طور معمول، محققان ارتفاع یک ستون آتشفشانی را با اندازه گیری دمای نوک آن به دست می آورند. آنها با مقایسه دمای آشکارسازهای فروسرخ که در ماهواره های در حال گردش زمین هستند با دمای هوای اطراف به این عدد می رسند.
در اکثر طوفان ها، توده ها فقط به لایه اول زمین یعنی تروپوسفر که 8 تا 11 کیلومتر بالاتر از سطح دریا قرار دارد و قسمت های پایینی استراتوسفر می رسد. در این ارتفاع، ویژگی های دمای هوا بسیار قابل پیش بینی است، زیرا با افزایش ارتفاع، دما کاهش می یابد و این امر اندازه گیری ارتفاع ستون را آسان می کند.
اما در قسمت های بالاتر و در استراتوسفر به دلیل محبوس شدن پرتوهای فرابنفش توسط لایه اوزون که در مرز بالایی استراتوسفر قرار دارد، دمای هوا گرمتر می شود. محققان در این بیانیه اعلام کردند که دمای هوا در مزوسفر دوباره در حال کاهش است و این امر باعث می شود تا با این روش نتوان ارتفاع دقیق ستون تونگا را تعیین کرد.
برای غلبه بر این مشکل، محققان روشی مبتنی بر پدیده ای به نام «اثر کنتراست» ابداع کرده اند. تفاوت آشکار در موقعیت یک شی در هنگام مشاهده از خطوط متفاوت دیده می شود. چیزی شبیه این که وقتی جسمی را با یک چشم باز می بینیم و سپس این چشم را می بندیم و چشم دیگر را باز می کنیم، به نظر می رسد که بدن حرکت کرده است.
محققان با استفاده از تصاویر هوایی ثبت شده توسط سه ماهواره هواشناسی در فواصل 10 دقیقه ای، تصاویر را برای تعیین ارتفاع دقیق قله این ستون آتشفشانی مثلثی می کنند. این به تیم این فرصت را داد تا نه تنها حداکثر ارتفاع ستون را اندازه گیری کنند، بلکه ببینند چگونه در طول زمان رشد کرده است.
محققان می گویند که اجرای این روش مدرن به لطف پیشرفت های اخیر در ماهواره های هواشناسی امکان پذیر شد. پراد می گوید: «به دلیل کیفیت پوشش ماهواره ای که در حال حاضر داریم، می توانیم ارتفاع آتشفشان را با این روش تخمین بزنیم. این یک دهه پیش ممکن نبود.
این روش جدید برای فوران های دیگر و فقط از نظر اندازه آنها قابل استفاده است. همچنین، این روش به محققان کمک می کند تا نحوه اندازه گیری فوران های آتشفشانی را استاندارد کنند.
اندرو پراتا، یکی از نویسندگان این مطالعه، که دانشمند مطالعات جوی در دانشگاه آکسفورد است و متخصص در مطالعه توده های آتشفشانی است، می گوید: ما می خواهیم از این تکنیک برای سایر فوران های آتشفشانی استفاده کنیم و مجموعه ای از فوران های آتشفشانی را ایجاد کنیم. اطلاعات مربوط به ارتفاع ستون ها مجموعه این اطلاعات می تواند توسط آتشفشان شناسان و دانشمندان مطالعات جوی برای مدل سازی پراکندگی خاکستر از آتشفشان استفاده شود.
محققان در این بیانیه اعلام کردند که درک ارتفاع ستون‌های شمع‌های آتشفشانی به آنها کمک می‌کند تا بفهمند این توده‌ها چگونه بر تغییرات آب و هوا و آب و هوا تأثیر می‌گذارند.
