打破记录的2022年汤加火山爆发的新触发因素

打破记录的2022年汤加火山爆发的新触发因素

在距离海山750公里处探测到的地震波的先前未研究的数据，可能会支持海啸预警系统

日期:

2024年11月4日

美国地球物理联盟

总结:

在2022年1月Hunga Tonga-Hunga Ha'apai火山大规模爆发前15分钟，两个遥远的地震台站记录到了地震波。研究人员提出，地震波是由火山喷火山口壁下海洋地壳薄弱区域的裂缝引起的。那次断裂使得海水和岩浆涌入火山地下岩浆房上方的空间并混合在一起，爆炸性地启动了喷发。

完整的故事

在2022年1月Hunga Tonga-Hunga Ha'apai火山大规模爆发前15分钟，两个遥远的地震台站记录到了地震波。现在，研究人员认为，类似的早期信号可以用来警告遥远的海洋火山即将爆发。

研究人员提出，地震波是由火山喷火山口壁下海洋地壳薄弱区域的裂缝引起的。那次断裂使得海水和岩浆涌入火山地下岩浆房上方的空间并混合在一起，爆炸性地启动了喷发。

这项研究发表在地球物理研究快报，这是一份开放存取的AGU期刊，出版高影响力的短格式报告，对所有地球和空间科学都有直接影响。

这些结果建立在研究人员之前监测远程火山的工作基础上。在这种情况下，瑞利波，一种穿过地球表面的地震波，在距离火山750公里(约466英里)处被检测到。

“早期预警对减灾非常重要，”东京大学火山学家、该研究的合著者之一三市原说。"岛屿火山会引发海啸，这是一个重大的危险."

猛烈爆发的无声前兆

Hunga Tonga-Hunga Ha'apai是汤加王国西太平洋的一座海洋火山。海山是由太平洋板块俯冲到澳大利亚板块之下形成的，这个过程产生岩浆并导致火山爆发。

2022年1月15日，火山爆发，能量破纪录，将58000个奥林匹克游泳池的水蒸气喷入平流层，掀起了前所未有的雷电风暴，并产生了海啸。在那次大规模喷发之前，1月14日有一次较小的喷发，在那之前，有一个月的喷发活动。

研究人员仍在争论火山爆发的确切开始时间，尽管大多数人认为火山爆发开始于协调世界时(UTC)4点后不久。新的研究报告说，瑞利波开始于世界协调时3:45左右。

在斐济和富图纳群岛的地震站，研究人员使用地震数据来分析瑞利波，这种波被仪器探测到，但人类感觉不到。虽然瑞利波是火山爆发和地震的常见特征，但研究人员认为，这种波标志着大规模爆发的前兆事件和可能的原因。

“许多火山爆发之前都有地震活动，”东京大学火山学研究生、该研究的主要作者Takuro Horiuchi说。"然而，这种地震信号很微弱，只能在火山几公里范围内探测到."

相比之下，这种地震信号传播了很远的距离，表明发生了巨大的地震事件。堀内说:“我们认为异常大的运动开始于前兆时期。”

海山的秘密

科学家可能永远不会确切知道是什么导致了巨大的“形成火山口”的喷发，但一原相信这个过程不是瞬间的。相反，她认为这个前兆事件是最终导致火山爆发的地下过程的开始。

但是很难确定这些罕见的巨大爆发的起源。

“观察到的形成破火山口的喷发很少，在海洋中观察到的形成破火山口的喷发就更少了，”一原说。“这给出了一种导致火山口形成的过程，但我不会说这是唯一的情况。”

无论如何，探测早期喷发信号可能会给岛国和沿海地区更多宝贵的时间来应对即将到来的海啸，即使在表面上感觉不到信号。

“在火山爆发时，我们没有想到实时使用这种分析，”一原说。“但也许下一次水下有重大喷发时，当地天文台可以从他们的数据中识别出来。”

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