ذكرت دراسة أن ثوران بركان تونجا كان أقوى من انفجار نووي

قال سام بيركيس ، المؤلف الرئيسي للدراسة وعالم الجيولوجيا البحرية بجامعة ميامي: “الطريقة الوحيدة لإحداث انفجار بهذا الحجم هي باستخدام قنبلة هيدروجينية”. “هذا خارج الرسوم البيانية لأي شيء” في التجربة الإنسانية.

باستخدام بيانات الأقمار الصناعية ، والملاحظات الميدانية ، ورسم خرائط الطائرات بدون طيار ، ابتكر الفريق محاكاة للثوران وما نتج عنه من موجات تسونامي لتوفير رؤية تفصيلية جديدة للحدث المتفجر. ووجدوا أن موجات تسونامي وصلت إلى ارتفاعات 45 مترًا (148 قدمًا) في جزيرة توفوا في تونغا وبارتفاع يصل إلى 17 مترًا (56 قدمًا) في تونجاتابو ، وهي الجزيرة الأكثر اكتظاظًا بالسكان في البلاد وموقع عاصمتها نوكوالوفا. أظهرت الدراسة أيضًا سبب الضرر الذي تسببه كارثة تسونامي بشكل خاص ، ولكن كيف يمكن أن تكون أسوأ بكثير.

منذ اندلاع البركان في 15 يناير 2022 ، اكتشف الباحثون عدة سجلات تم تعيينها خلال الحدث. رمى ال معظم بخار الماء في الغلاف الجوي بواسطة بركان مسجل ، وهو ما يكفي لملء 58000 حوض سباحة ، والتي قد تؤدي إلى تدفئة المناخ مؤقتًا لسنوات قادمة. وضع رقما قياسيا عالميا ل أطول عمود بركاني في سجل الأقمار الصناعية ، أرسل الرماد على ارتفاع 36 ميلًا في الغلاف الجوي ، متجاوزًا ما اعتبره العديد من العلماء ممكنًا فيزيائيًا. أثار موجات جوية أسرع من أي وقت مضى بسرعة 720 ميلا في الساعة ، ودوران الكوكب ست مرات على الأقل.

بعد أسابيع من الانفجار ، قام المؤلف المشارك شين كرونين من جامعة أوكلاند وزملاؤه بزيارة المنطقة لمسح الأضرار على الأرض. وتسلقوا المنحدرات الجبلية واستخدموا صور الطائرات بدون طيار ، ووجدوا الأشجار المتساقطة والنباتات على طول الخط الساحلي.

قال بيركيس ، كبير العلماء في مؤسسة خالد بن سلطان ليفينج أوشنز ، الذي ساعد أيضًا في جمع بيانات التضاريس تحت الماء لهذا النموذج: “للمرة الأولى الآن ، يمكننا حقًا أن نؤكد على أرض الواقع أن هذا حدث”. “إنه حدث فريد من نوعه في التاريخ الحديث.”

في 15 يناير / كانون الثاني ، أفاد شهود عيان أنهم سمعوا انفجارين قبل وقت قصير من الساعة الخامسة مساءً بالتوقيت المحلي في نوكوالوفا ، على بعد حوالي 40 ميلاً من البركان تحت الماء. بدأت الأعمدة في الارتفاع مثل المظلة فوق الجزيرة في غضون 30 دقيقة. على الرغم من الأصوات والعمود المرئي ، قال بيركيس إن هذين الانفجارين كانا على الأرجح صغيرين ولم يتسبب في حدوث أي تسونامي كبير. بعد ذلك ، تم الإبلاغ عن انفجارين أقوى بكثير. وأطلقت الانفجارات هذه المرة موجات تسونامي مدمرة على الساحل الغربي ووسط مدينة نوكوألوفا.

ولكن بعد ذلك جاء الانفجار الخامس والأقوى.

من خلال إجراء عمليات محاكاة وقياس تغيرات الضغط من النوافذ المكسورة على الجزر المحيطة ، قدر الفريق أن قوة موجة الصدمة الأخيرة كانت تعادل 15 ميجا طن (15 مليون طن) من انفجار مادة تي إن تي في وقت واحد. وهذا أكبر من أي تجربة نووية أجرتها الولايات المتحدة.

كان الانفجار الأخير كبيرًا لدرجة أنه أدى إلى إزاحة كميات كبيرة من مياه البحر ، مما تسبب في حدوث تسونامي محلي هائل. قال بيركيس إذا كنت نظريًا في مركز الانفجار عندما حدث ، كنت ستقف في قاع البحر الجاف. وقال إن المحاكاة تشير إلى أنه بعد دقيقة واحدة من الانفجار ، كان ارتفاع الموجة النازحة 85 مترا ، “مذهل ويصعب تصديقه”. عندما وصلت إلى جزيرة توفوا في تونغا ، أظهرت ملاحظات الفريق الأرضية أن ارتفاع الموجة 45 مترًا ، على الرغم من أن بيركيس قال إن هذا قد يكون أقل من الواقع.

وجد الفريق أن المياه الضحلة في البحر لعبت دورًا مهمًا في إبطاء وتخميد الأمواج. عندما يتحرك الماء نحو الشاطئ ، فإنه يجر على طول قاع البحر ويبطئ. إنه نفس السبب في أن الأمواج الكبيرة من راكبي الأمواج في أماكن بعيدة في المحيط لا تطردنا من الشاطئ. تباطأت موجات كل عاصفة واحدة تلو الأخرى عندما وصلت إلى رفوف الشعاب المرجانية ، لكنها ظلت تدور في المياه الضحلة. لكن بيركيس قال إن الموجات من الانفجارات المختلفة اجتمعت معًا ، مما أدى إلى إطالة مخاطر تسونامي.

أوضح بوركيس أن أقوى انفجار نتج عن تسرب مياه البحر إلى الصهارة الساخنة والانفجار ، مما أدى إلى انفجار بخار. من المحتمل أن تكون الانفجارات الأربعة الأولى قد كسرت الصخور ، لذلك كانت كمية كبيرة من الماء قادرة على التسلل إلى غرفة الصهارة وخلق الانفجار الخامس الضخم بشكل لا يصدق.

في حين لم يتم التطرق في هذه الدراسة الجديدة ، افترض باحثون آخرون سبب سلسلة الانفجارات. تقترح عالمة البراكين ميليسا سكروجز وزملاؤها “مطرقة الصهارة“، أو الصهارة التي ترتفع وتضرب البركان ، ثم تسقط مرة أخرى في غرفة الصهارة عدة مرات. وقال Scruggs إن زيادة الصهارة نتجت عن انخفاض مفاجئ في الضغط ، والذي شوهد في السجل الزلزالي في وقت أكبر ثوران بركاني.

وقال سكروجس الباحث في جامعة كاليفورنيا في سانتا باربرا في رسالة بالبريد الإلكتروني “هذا التوقيع الزلزالي ليس شائعا للانفجارات البركانية ولم يسبق وصفه من قبل.” “هذا لا يعني أنه لم يحدث قط ، فقط أن أجهزتنا العلمية لم تسجل مثل هذا التوقيع من قبل.”

يشير Scruggs أيضًا إلى أن البركان بدأ في الانفجار في ديسمبر ، لكن العلماء لا يعرفون سبب بدء الثوران في البداية. قال بوركيس: “هذا بالضبط ما تفعله البراكين”. قال إنهم يعودون إلى الحياة من حين لآخر وتبدأ الصهارة في التحرك في أنابيب الوحش.

وقال المؤلف المشارك دان سلايباك إنه فوجئ “كيف يمكن لحدث بهذا الحجم أن يظهر مع القليل من التحذير الواضح”. حدثت ثورات بركانية أصغر منذ ديسمبر 2021 ، لكنها تباطأت بحلول منتصف يناير.

قال سلايباك ، عالم أبحاث في ناسا: “لا أعتقد أن أي شخص على وجه الخصوص توقع الانفجار العظيم يوم 15 (يناير)”. ووصف الحدث بأنه اندلاع بركاني واحد في 500 عام لهذه المنطقة.

بالنظر إلى حجم ومدة الحدث ، قال بيركيس إن عدد القتلى كان يمكن أن يكون أسوأ بكثير ، كما كان مع كراكاتوا. ومع ذلك ، فإنه ينسب استجابة سريعة من المجتمع وانخفاض عدد السياح في المنطقة بسبب فيروس كورونا جائحة. حدث ذلك أيضًا خلال النهار عندما كان الناس بالخارج وحوالي. المدينة الرئيسية في تونغا محمية أيضًا خلف جزيرة في بحيرة توفر الحماية ضد تسونامي القادم.

“كان هذا حدثًا خطيرًا للغاية ، لكن لن يتم تذكره بنفس الطريقة مثل كراكاتوا. لكن هذا شيء جيد “.

قال المهندس الساحلي إجناسيو سيبولفيدا أويارزون ، الذي لم يشارك في الدراسة ، إن الدراسة “قامت بعمل استثنائي في تعزيز البحث حول تسونامي المحلي عام 2022”. وأشاد باستخدام المؤلفين لمعلومات المواطن ، مثل تقرير الانفجارات وتوقيت الانفجار والزجاج المكسور ، لتقييد النموذج.

قال سيبولفيدا أويارزون ، الأستاذ بجامعة ولاية سان دييغو الذي كان يدرس آلية موجات تسونامي طويلة المدى الناتجة عن الانفجار البركاني ، الذي أدى إلى وفاة شخصين في بيرو وأضرار في مناطق بعيدة مثل كاليفورنيا ونيوزيلندا.

وقال: “إن الجهد المبذول لفهم موجات المد الناجم عن البراكين يمتد إلى ما وراء تونغا ، ويعود تاريخه إلى عام 1883 حتى أمواج تسونامي في كراكاتاو”. “في نهاية المطاف ، هدفنا هو فهم موجات المد هذه بوضوح وتطوير أدوات التنبؤ التي ستكون ذات فائدة كبيرة لأنظمة الإنذار المبكر واستعداد المجتمع.”