Οι επιστήμονες αγωνίζονται για να κατανοήσουν μια σειρά από τεράστιους αινιγματικούς κυματισμούς στην ατμόσφαιρα της Γης, που προκλήθηκαν από την έκρηξη του ηφαιστείου της Τόνγκα το Σαββατοκύριακο.
Τα δορυφορικά δεδομένα δείχνουν ότι το συμβάν, για το οποίο κάποιοι φοβούνται ότι θα μπορούσε να καταστρέψει ολόκληρο το έθνος στο νησί του Ειρηνικού, προκάλεσε ένα ασυνήθιστο μοτίβο ατμοσφαιρικών κυμάτων βαρύτητας.
Προηγούμενες ηφαιστειακές εκρήξεις δεν έχουν δώσει ανάλογες ενδείξεις, κάτι που κάνει τους ειδικούς να έχουν μείνει άφωνοι.
«Είναι πραγματικά μοναδικό. Δεν έχουμε ξαναδεί κάτι τέτοιο στα δεδομένα», λέει ο Lars Hoffmann, επιστήμονας στο Jülich Supercomputing Center στη Γερμανία.
Η ανακάλυψη έγινε από εικόνες που συλλέχθηκαν από το Atmospheric Infrared Sounder (AIRS), που βρίσκεται στον δορυφόρο Aqua της Nasa, τις ώρες που ακολούθησαν μετά την έκρηξη του ηφαιστείου Hunga Tonga–Hunga Haʻapai στις 14 Ιανουαρίου.
Οι εικόνες δείχνουν δεκάδες ομόκεντρους κύκλους. Ο καθένας αντιπροσωπεύει ένα ταχέως κινούμενο κύμα στην ατμόσφαιρα, που εκτείνεται για περισσότερα από 16.000 χιλιόμετρα. Τα κύματα έφτασαν από την επιφάνεια του ωκεανού στην ιονόσφαιρα και οι ερευνητές πιστεύουν ότι πιθανότατα πέρασαν αρκετές φορές από όλο τον πλανήτη.
«Αυτό το όργανο λειτουργεί για περίπου 20 χρόνια τώρα και δεν έχουμε δει ποτέ τόσο ωραία μοτίβα ομόκεντρων κυμάτων», προσθέτει ο Hoffmann.
Jaw-dropping satellite imagery of the volcanic eruption in Tonga.
— Dakota Smith (@weatherdak) January 15, 2022
Wow. pic.twitter.com/8CqXCOxdsc
Τα κύματα βαρύτητας της ατμόσφαιρας εμφανίζονται όταν τα μόρια του αέρα στην ατμόσφαιρα διαταράσσονται κατακόρυφα και όχι οριζόντια στη στήλη του αέρα. Αυτό μπορεί να συμβεί καθώς ο άνεμος αυξάνει την ταχύτητά του ενώ ανεβαίνει πάνω από μια βουνοκορφή ή ως αποτέλεσμα της μεταφοράς του σε τοπικά καιρικά συστήματα.
Τα κύματα αυτά μεταφέρουν ενέργεια και ορμή μέσω της ατμόσφαιρας και συχνά δείχνουν τα αποτελέσματά τους με σειρά κυματισμών στα πιο ψηλά σύννεφα.
Θεωρητικά, η ταχεία ανοδική ροή θερμού αέρα και τέφρας από ένα ηφαίστειο, που εκρήγνυται, στην ανώτερη ατμόσφαιρα θα μπορούσε να προκαλέσει κύματα σε πολύ μεγαλύτερη κλίμακα.
Αλλά τίποτα τέτοιο δεν έχει παρατηρηθεί με προηγούμενες εκρήξεις που αναλύθηκαν από τότε που το όργανο AIRS τέθηκε σε λειτουργία τον Μάιο του 2002.
«Αυτό είναι που πραγματικά μας προβληματίζει. Αλλά δεν ξέρουμε ακόμα τι συμβαίνει», λέει ο Corwin Wright, φυσικός της ατμόσφαιρας στο Πανεπιστήμιο του Bath, στο Ηνωμένο Βασίλειο.
Αυτός και οι συνάδελφοί του υποψιάζονται ότι αυτό που πυροδοτεί τα κύματα ενδεχομένως να είναι ένας «πολύ μεγάλος, ακατάστατος σωρός καυτών αερίων μαζών». Οι καυτές αέριες μάζες «ανεβαίνουν ψηλά στη στρατόσφαιρα και χτυπούν τον αέρα περιμετρικά», λέει.
Η έκρηξη του ηφαιστείου Hunga Tonga-Hunga Haʻapai ακούστηκε σε όλο τον Νότιο Ειρηνικό, ακόμη και σε μέρη των Ηνωμένων Πολιτειών.
Η τέφρα έχει καλύψει πολλές περιοχές της Τόνγκα, αλλά η διακοπή ρεύματος, τηλεφωνικής επικοινωνίας και σύνδεσης στο Διαδίκτυο έχει καταστήσει δύσκολο για τις ανθρωπιστικές υπηρεσίες να εκτιμήσουν την έκταση των τραυματισμών, των θανάτων και των ζημιών.
Ο Wright, ο οποίος ήταν ο πρώτος που εντόπισε τα μοτίβα των κυμάτων στα δεδομένα που παρείχε ο Hoffmann, λέει ότι οι εικόνες δείχνουν κάτι που μοιάζει με ένα μείγμα μεγεθών και τύπων κυμάτων.
Η μεταφορά στην ατμόσφαιρα φαίνεται να είναι «πολύ περίπλοκη και ανώμαλη, και δημιουργεί ταυτόχρονα μια ολόκληρη οικογένεια πραγμάτων. Αυτό πιστεύουμε ότι συμβαίνει αυτήν τη στιγμή, αλλά το εξετάζουμε μόνο για λίγες ώρες» σημείωσε.
Yesterday, #GOESWest captured another explosive eruption of the Hunga Tonga-Hunga Ha'apai #volcano in the South Pacific Kingdom of Tonga.
— NOAA Satellites (@NOAASatellites) January 14, 2022
Fun fact: this volcanic island first formed between Dec. 2014-Jan 2015.
Learn more about our #ImageOfTheDay: https://t.co/WyifRjxUnD pic.twitter.com/QWiOMSXUcS
Η ανακάλυψη ξεκίνησε από ένα tweet που στάλθηκε στον Wright στις 15 Ιανουαρίου από τον Scott Osprey, έναν κλιματολόγο στο Πανεπιστήμιο της Οξφόρδης, στο Ηνωμένο Βασίλειο, ο οποίος διερωτήθηκε «Ουάου, αναρωτιέμαι πόσο μεγάλα είναι τα ατμοσφαιρικά κύματα βαρύτητας από αυτήν την έκρηξη».
Ο Osprey ισχυρίζεται ότι η έκρηξη μπορεί να ήταν τόσο μοναδική στην πρόκληση αυτών των κυμάτων επειδή συνέβη πολύ γρήγορα σε σχέση με άλλες εκρήξεις.
«Αυτό το συμβάν φαίνεται να έχει τελειώσει μέσα σε λίγα λεπτά, αλλά ήταν εκρηκτικό και αυτή η ώθηση είναι πιθανό να πυροδότησε κάποια ισχυρά κύματα βαρύτητας».
Η έκρηξη μπορεί να κράτησε μερικές στιγμές μόνο, αλλά οι επιπτώσεις θα μπορούσαν να είναι μακροχρόνιες. Τα κύματα βαρύτητας μπορούν να επηρεάσουν μια κυκλική αντιστροφή της κατεύθυνσης του ανέμου στις τροπικές περιοχές, λέει ο Osprey, και αυτό θα μπορούσε να επηρεάσει τα καιρικά μοτίβα σε τεράστια απόσταση, ακόμα και μέχρι την Ευρώπη. «Θα εξετάσουμε πολύ προσεκτικά πώς θα εξελιχθεί», λέει.
Οι εικόνες και τα δεδομένα που συλλέχθηκαν από την έκρηξη ήταν «θεαματικά» και έδωσαν στους επιστήμονες μια συναρπαστική ευκαιρία, λέει η Vicki Ferrini, θαλάσσια γεωφυσικός στο Πανεπιστήμιο Κολούμπια στη Νέα Υόρκη.
Πρόσθεσε ωστόσο ότι αυτή και άλλοι επιστήμονες εξακολουθούν να ανησυχούν βαθιά για τον λαό της Τόνγκα, ιδιαίτερα δεδομένης της απουσίας μέχρι στιγμής λεπτομερών πληροφοριών για το μέγεθος της καταστροφής.
Ερευνητές στη Νέα Ζηλανδία λένε ότι παρακολουθούν στενά το ηφαίστειο για περαιτέρω εκρήξεις.
«Απλώς έχουμε τα αυτιά μας κολλημένα στο έδαφος», λέει ο Shane Cronin, ηφαιστειολόγος στο Πανεπιστήμιο του Auckland.
Το ηφαίστειο θα μπορούσε να ανεφοδιαστεί με μεγάλες ποσότητες μάγματος από βαθιά υπόγεια ρεύματα και να προκαλέσει πιο μεγάλες εκρήξεις, σύμφωνα με τον ίδιο.
Αλλά αν έχει εξαντλήσει την κύρια τροφοδοσία του, μπορεί να προκαλέσει μόνο μικρότερες εκρήξεις, σε μεγάλο βαθμό κρυμμένες κάτω από την επιφάνεια του ωκεανού.
Με πληροφορίες του Nature
