فوران فوق العاده تونگا در سال ۲۰۲۲ قوانین سونامی را بازنویسی کرد. اکنون می دانیم چرا

تک تک خانه های جزیره مانگو توسط سونامی که با انفجار آتشفشان زیردریایی Hunga-Tonga Hunga-Ha'apai در سواحل تونگا در سال 2022 منتشر شد، از بین رفت. تنها دو ساختمان در جزیره Fonoifua مجاور باقی مانده اند. هفت نفر کشته شدند و حداقل 19 نفر دیگر مجروح شدند - به دلیل قطع شدن کابل های مخابراتی توسط فوران بهمن در زیر دریا، بسیاری از فریادهای کمک از دست رفتند. این بزرگترین و بالاترین سونامی است که تاکنون از یک انفجار آتشفشانی زیر دریا ثبت شده است.

این رویداد به قدری قدرتمند بود که دانشمندان به طور غیررسمی درباره ایجاد یک دسته بندی جدید "اولترا" برای توصیف آن بحث کردند. اما علیرغم اینکه فوران تونگا از فضا قابل مشاهده است، اطلاعات بسیار کمی در مورد آتشفشان های غوطه ور مانند هونگا-تونگا هونگا-هاآپای به دلیل اعماق دریاهای عمیق این تشکل های زمین شناسی و چالش های آشکار انجام کاوش های علمی در زیر سطح دریا در قسمت های دور افتاده اقیانوس وجود دارد.

با این وجود، تیمی به رهبری مارتا ریبو، زمین‌شناس دریایی در دانشگاه فناوری اوکلند (AUT) در نیوزیلند، توانسته‌اند شواهد قابل توجهی برای آنچه که انفجار 2022 تونگا را بسیار مرگ‌بار کرده است، جمع‌آوری کنند.

ریبو و تیمش با استفاده از نقشه‌های سونار با وضوح بالا و کمیاب جمع‌آوری‌شده قبل و بعد از رویداد، در میان ابزارهای دیگر، به این نتیجه رسیده‌اند که فوران تونگا سونامی غیرمعمول قدرتمند خود را با منفجر کردن سازند زمین‌شناسی بالای آن در تقریبا یک بلوک بزرگ و پیوسته ایجاد کرده است. محققان نوشتند که ریزش شدید این توده به فرورفتگی پس از فوران، که زمین شناسان آن را "کالدرا" می نامند، به پرتاب حجمی از آب اقیانوس با "قدر استثنایی سونامی" کمک کرد، با امواجی به ارتفاع 131 فوت (40 متر) تا فاصله 62 مایلی (100 کیلومتری) از نقطه بلاست.

ریبو، رئیس بخش زمین و علوم زیستی AUT در بیانیه ای گفت: «نقشه برداری از بستر دریا قبل و بعد از فوران زیردریایی [آتشفشان] بسیار نادر است. با وجود تهدید شناخته شده، بیشتر آتشفشان های کالدرای زیردریایی بدون نقشه باقی می مانند.

ریبو و همکارانش این نقشه‌های سونار را که به‌طور تصادفی قبل از فوران‌های 2015 و 2016 و پس از آن در سال 2022 گرفته شده‌اند، با مشاهدات ستون آب جفت کردند تا حجم کل جابجا شده به هنگام فرورفتن دهانه آتشفشان را محاسبه کنند.

به طور خلاصه، طبق گفته مرکز ملی اقیانوس شناسی (NOC) در بریتانیا، که با این موسسه تحقیقاتی جدید و سایر موسسات همکاری داشت، فروپاشی هونگا-تونگا هونگا-هااپای مواد آتشفشانی معادل 1500 هرم بزرگ یا 89000 ناو هواپیمابر مدرن را جابه جا کرد. کالدرا حدود 490 فوت (150 متر) تا تقریبا 2790 فوت (850 متر) زیر سطح دریا غرق شد و تخمین زده شد که 2.1 مایل مکعب (8.9 کیلومتر مکعب) از کف دریا و 1.6 مایل مکعب (6.85 کیلومتر مکعب) خود مواد از آتشفشان جابجا شود.

مهمتر از همه، این معادلات توازن جرم نقش آشکاری را که انبساط حرارتی آب اقیانوس به بخار فشار بالا به قدرت فوران اضافه می‌کند، نادیده می‌گیرد، زیرا ماگمای مذاب در اطراف لبه‌های بلوک کالدرا به اندازه جزیره آتشفشان می‌ریزد. آتش‌فشان‌شناسان این نوع انفجارهای تقویت‌شده با بخار را فوران‌های سورتسیان می‌نامند.

ایزوبل یئو، یک آتشفشان شناس ارشد در NOC که با ریبو در این مطالعه جدید کار کرد، امیدوار است که کار آنها الهام بخش اکتشافات آتی باشد تا به نقشه برداری ساختارهای آتشفشانی غوطه ور در سراسر جهان در جستجوی نامزدهای به خصوص خطرناک ادامه دهند. علاوه بر مطالعه آنها در مورد فروپاشی آتشفشان تونگا، که در سپتامبر امسال در مجله Nature Geoscience منتشر شد، کار آنها همچنین یک جلسه توجیهی تحقیقاتی در همان شماره ارائه داد که خطرات ناشی از یافته های آنها را با جزئیات شرح می دهد.

یئو در بیانیه‌ای گفت: «ساختن مشاهدات مکرر از این آتشفشان‌ها حیاتی است، اگر بخواهیم خطرات آنها را برای جوامع ساحلی و زیرساخت‌های حیاتی بستر دریا درک کنیم.»

برای مثال، تکنیک‌هایی مانند پروفیل‌های لرزه‌ای زیرپایین، که از امواج صوتی برای کاوش و شناسایی لایه‌های سنگی پنهان در زیر کف اقیانوس استفاده می‌کند، به تیم کمک کرد تا بقایای آتشفشانی انفجار تونگا را با دقت بیشتری ترسیم کند. ریبو معتقد است که این نوع کار نقشه برداری باید برای صدها آتشفشان زیردریایی دیگر انجام شود تا خطر فروپاشی دهانه دهان به درستی ارزیابی شود.

او خاطرنشان کرد: «حداقل 74 آتشفشان زیردریایی در امتداد قوس تونگا-کرمادک، با 20 مجموعه کالدرا وجود دارد. "با این حال، علیرغم خطراتی که آنها ایجاد می کنند، آنها به خوبی درک نشده اند زیرا ناشناخته باقی می مانند."