הדמיה מפורטת של גלי הלם תת-מימיים משנה את מה שאנו יודעים על התפרצות הונגה טונגה-הונגה האפאי.
מתי הר הגעש הונגה טונגה-הונגה האפאי בטונגה התפוצץ ב-15 בינואר 2022 - יוצאים לדרך בום קולי שמעו צפונה עד אלסקה - מדענים ידעו מיד שהם עדים להיסטוריה.
"בתיעוד הגיאופיזי, זהו הפיצוץ הטבעי הגדול ביותר שתועד אי פעם", אומר ריקי גרזה-גירון, גיאופיזיקאי מאוניברסיטת קליפורניה בסנטה קרוז.
זה גם הוליד צונאמי שרץ על פני האוקיינוס השקט והרג שני אנשים בפרו. בינתיים האסון טונגה ההרוסה ו גרם לארבעה הרוגים בארכיפלג. למרות שהוא טרגי, מומחים צפו שאירוע בסדר גודל כזה יגרום לנפגעים נוספים. אז למה זה לא קרה?
בהחלט, של המדינה הכנות לאסון מגיע הרבה מהקרדיט. אבל אופי ההתפרצות עצמה וכיצד הצונאמי שהוליד התפשט על פני האיים של טונגה, הצילו גם את טונגה מתוצאה גרועה יותר, על פי מחקר שפורסם היום ב היומן התקדמות המדעעל ידי שילוב של תצפיות בשטח עם נתוני מזל"ט ולוויינים, צוות המחקר הצליח לשחזר את האירוע באמצעות סימולציה.
זו עוד דרך שבה מדענים חקרו כיצד ההתפרצות הזו הרעידה את טונגה ואת העולם כולו. לכמה שעות,
פלומת האפר של הר הגעש שטף את המדינה ואת מימיה הסובבים אותה עם יותר ברק מאשר בכל מקום אחר על פני כדור הארץ - ביחד. ה ההתפרצות פלטה מספיק אדי מים לשמיים כדי להגביר את הכמות בסטרטוספירה בכ-10 אחוזים.[קָשׁוּר: ההתפרצות הגעשית ההיסטורית של טונגה יכולה לעזור לחזות מתי צונאמי יפגעו בקרקע]
ההתפרצות ירתה גלי הלם לתוך האדמה, המים והאוויר. כשגרזה-גירון ועמיתיו מדדו את הגלים הללו, הם גילו שההתפרצות שיחררה סדר גודל יותר אנרגיה מההתפרצות של הר סנט הלנס ב-1980.
"זה ממש צלצל בכדור הארץ כמו פעמון", אומר סם פורקיס, מדען גיאוגרפי באוניברסיטת מיאמי בפלורידה ובקרן חאלד בן סולטן לחיות אוקיינוסים. פורקיס הוא המחבר הראשון של המאמר החדש.
מטרת הסימולציה היא להציג מהלך אירועים אפשרי. פורקיס ועמיתיו התחילו בהקמת ציר זמן. מדענים מסכימים שהר הגעש התפרץ ברצף של התפרצויות מרובות, אבל הם לא מסכימים על מתי או כמה. מחזק את הצהרות עדים עם מדידות ממדדי גאות, צוות המחקר מציע חמישייה של פיצוצים, כל אחד גדל בהתמדה בעוצמתו עד לפיצוץ חמישי לשיא: מדידת 15 מגהטון, שווה ערך למימן פְּצָצָה.
לאחר מכן, המחברים דימו את מה שאולי הפיצוצים האלה עשו לאוקיינוס - וכמה מפחידים היו הגלים שהם הולידו בזמן שהם פגעו באיים האחרים של טונגה. ההדמיה מעידה על כך שהאי טופואה, כ-55 קילומטרים צפונית-מזרחית להתפרצות, התמודד הכי גרוע: נושא גלים בגובה של יותר מ-100 רגל.
אבל יש חסד מציל: טופואה אינה מיושבת. הסימולציה גם עוזרת להסביר מדוע בירת טונגה והעיר הגדולה ביותר של טונגה, נוקו'אלופה, הצליחה להימלט מהצונאמי. הוא יושב רק 40 קילומטרים מדרום להתפרצות, ולכאורה חווה גלים רדודים הרבה יותר.
[קָשׁוּר: טונגה נלחמת באסונות מרובים לאחר התפרצות געשית היסטורית]
צוות המחקר חושב שגיאוגרפיה אחראית חלקית. טופואה, לוע הר געש, יושבת במים עמוקים ויש לה חופים חדים והרים שאינם מציעים הגנה מפני צונאמי נכנס. בינתיים, נוקו'אלופה מוקפת במים רדודים יותר ובלגונה, מה שנותן לצונאמי פחות מים לעקור. ייתכן ששוניות אלמוגים גם עזרו להגן על העיר מפני הצונאמי.
החוקרים האמינו בכך שוניות עלולות לרכך צונאמי, אומר פורקיס, אבל לא היו להם נתונים מהעולם האמיתי להראות זאת. "אין לך מקרה מבחן בעולם האמיתי שבו יש לך גלים בגובה עשרות מטרים הפוגעים בשוניות", אומר פורקיס.
אנחנו כן יודעים על התפרצויות געשיות אלימות יותר מהונגה טונגה-הונגה האפאי: למשל, טמבורה בשנת 1815 (שגרמה כידוע ל"שנה ללא קיץ”) ו קרקטאו בשנת 1883. אבל אלה התרחשו לפני שנות ה-60 כאשר גיאופיזיקאים החלו לפרוס את הרשת העולמית של חיישנים ולוויינים שהם יכולים להשתמש בהם כיום.
בסופו של דבר, מחברי המחקר כותבים שההתפרצות הזו הביאה ל"בריחה מזל". זה התרחש בנסיבות המוזרות ביותר: בזמן התפרצותו, טונגה סגרה את גבולותיה עקב קוביד-19, והפחיתה את מספר התיירים מעבר לים המבקרים ב- איים. מדענים מייחסים לכך סיבה נוספת למספר ההרוגים הנמוך. אבל אותם גבולות סגורים פירושו שהמדענים נאלצו לחכות כדי לקבל נתונים.
זה חלק מהסיבה שהעיתון הזה יצא 15 חודשים לאחר ההתפרצות. מדענים אחרים הצליחו לדמות את הצונאמי בעבר, אבל פורקיס ועמיתיו חיזקו את שלהם עם נתונים מהקרקע. לא רק שזה עזר להם לשחזר ציר זמן, זה גם עזר להם לאשש את ההדמיה שלהם עם מדידות מיותר מ-100 אתרים לאורך חופי טונגה.
צוות המחקר טוען כי ההתפרצות משמשת "מעבדה טבעית" לפעילות כדור הארץ. הבנת הצונאמי הזה יכולה לעזור לבני אדם לתכנן איך להישאר בטוחים מהם. ישנם הרי געש רבים אחרים כמו הונגה טונגה-הונגה האפאי, והרי געש הממוקמים מתחת למים יכולים להרוס קהילות חוף אם הם יתפרצו בזמן הלא נכון.
גרזה-גירון נרגש מהאפשרות להשוות את תוצאות המחקר החדש למחקרים קודמים, כמו שלו, על פעילות סיסמית - בנוסף למקורות נתונים אחרים, כמו קולות האוקיינוס - כדי ליצור תמונה שלמה יותר של מה שקרה היום הזה.
"לא לעתים קרובות אנו יכולים לראות את כדור הארץ פועל כמערכת שלמה, שבה האטמוספירה, האוקיינוס וכדור הארץ המוצק בהחלט מקיימים אינטראקציה", אומר גרזה-גירון. "זה, בעיני, היה אחד הדברים המרתקים ביותר בהתפרצות הזו."
