Аналитика
Вулканската ерупција на Хунга Тонга, која испрати ударни бранови низ Земјата во јануари 2022 година, го генерира највисокиот вулкански облак од најмалку ерупцијата на Кракатаа во 1883 година, објави нова студија. И количината на вода што вулканот ја вбризгува во атмосферата на Земјата можеби ја загреа климата на планетата. Облакот се искачи толку високо што научниците мораа да употребат необични методи за да ја заклучат неговата врвна надморска височина.
Вулканската ерупција што го распарчи полинезискиот остров Хунга Тонга-Хунга Хаапаи на 15 јануари беше катастрофа на локално ниво, но исто така се покажа како настан кој вреди да се истражува. Претходно скромниот подводен вулкан во оддалечен регион на јужниот дел на Тихиот Океан експлодираше со невидена сила пред очите на три временски сателити. Сателитите на Европската Вселенска Агенција ЕСА им овозможија на научниците ширум светот да ја набљудуваат воодушевувачката експлозија во реално време и да ги проучат нејзините последици со невидени детали.
Меѓу истражувачите фасцинирани од печурката од водена пареа и минералната пепел што пукна кон небото во таа кобна недела вечер беше Сајмон Прауд, научник за набљудување на Земјата во лабораторијата STFC Радерфорд Еплтон и Универзитетот во Оксфорд во Велика Британија.
Прауд, водечкиот автор на новата студија која го анализираше облакот, брзо сфати дека ерупцијата на Хунга Тонга е сосема невообичаена. На пример, мерењата на температурата вратени од сателитите за набљудување на Земјата сугерираат дека вулканскиот облак мора да достигнал невидена височина.
„Кога облакот се развиваше, ги гледавме температурите врз основа на сателитски податоци“, изјави Прауд за Space.com. „Помина низ тропосферата, каде што температурата се намалува со висината, а потоа продолжи да се лади иако атмосферата околу него требаше да се затоплува“.
Научниците обично ја проценуваат надморската височина на атмосферските феномени со мерење на нивната температура со помош на инфрацрвени сензори на сателити и споредувајќи ги овие мерења со температурата на околната атмосфера. Во тропосферата, слојот на атмосферата на Земјата најблиску до површината на планетата, температурата паѓа со надморска височина следејќи ги познатите правила на физиката.
Но, овие правила повеќе не важат во стратосферата, атмосферскиот слој кој се протега од 9 милји до 30 милји (15 до 50 километри) на надморска височина, каде што озонската обвивка го апсорбира ултравиолетовото зрачење што тече од сонцето, кревајќи ги температурите нагоре. Бидејќи температурата на облакот Хунга Тонга постојано паѓаше, Проуд сфати дека прецизното проценување на висината ќе бара погенијален пристап.
Бидејќи три различни временски сателити ја набљудувале ерупцијата од три различни позиции во геостационарната орбита, орбита на околу 22.000 милји (36.000 км) висока каде предметите изгледаат суспендирани над фиксна точка на Земјата, Прауд успеа да ја пресмета висината на врвот на облакот користејќи метод познат како паралакса.
Паралаксата им овозможува на истражувачите да го пресметаат растојанието до објект користејќи ги привидните растојанија како што се забележани од најмалку две различни локации. Најчесто се користи за пресметување на растојанија на ѕвездите, а Proud претходно го користеше за пресметување на висината на метеорот Чељабинск кој експлодираше над Русија во 2013 година.
„Имавме навистина среќа што ја имавме областа покриена со три сателити“, рече Проуд. „[Пресметката] даде навистина убави резултати; работеше многу добро за толку висок вулкан. Никогаш порано не сме виделе сè толку високо“.
Пресметката откри дека облакот Хунга Тонга пукнал не само низ тропосферата, туку и се искачил низ целата стратосфера, на надморска височина од 35 милји (57 км), до замрзнатиот и сув слој познат како мезосфера. Ова го прави вулканскиот облак Хунга Тонга највисокиот досега забележан и најверојатно највисокиот во повеќе од еден век.
„Последната вулканска ерупција што можеше да достигне оваа висина беше Кракатау во 1883 година“, рече Прауд. „Имаше некои понови ерупции како што е ерупцијата на планината Пинатубо во 1991 година, и мислиме дека ја потценивме висината на тие, но не во иста мера“.
Пепелта од ерупцијата на планината Пинатубо беше откриена на надморска височина од речиси 25 милји (40 км). Проуд верува дека ако во тоа време во орбитата беа подобри сателити, трагите од облакот ќе беа забележани дури 10 километри повисоко, но сепак помалку од 35-те милји на Хунга Тонга.
Пепелта од Пинатубо во стратосферата ја олади Земјината клима за 1 степен Фаренхајт (0,6 степени Целзиусови) поради присуството на сулфур диоксид во вулканскиот материјал. Сулфур диоксидот го рефлектира зрачењето и често се проучува како дел од потенцијалните геоинженерски интервенции дизајнирани да ги забават климатските промени.
Кога Хунга Тонга експлодираше, научниците мислеа дека ерупцијата може да предизвика сличен ефект (што, во случајот со Пинатубо, можеше да се набљудува две години). Меѓутоа, последователните мерења открија дека облакот Хунга Тонга содржи само околу 2% од сулфур диоксидот генериран од Пинатубо, што не е доволно за да влијае на климата на кој било мерлив начин. Прауд, сепак, вели дека количината на вода испрскана од експлозијата во стратосферата всушност може да ја загрее климата.
„Овој вулкан внесе многу вода во стратосферата, а исто така и во мезосферата“, рече Прауд. „Водата во стратосферата генерално ја загрева површината на Земјата. Така, ова всушност може да придонесе за затоплување на нивото на површината на Земјата во следните неколку години. Имаме многу добри податоци за температурата за долниот дел од атмосферата, така што тоа е нешто што треба да можеме да го сфатиме сосема брзо.”
Студијата објавена претходно оваа година покажа дека Хунга Тонга инјектирала еквивалент од 58.000 олимписки базени во атмосферата на Земјата, потенцијално зголемувајќи ја количината на водена пареа во стратосферата за 5%.
Ефектите врз мезосферата, рече Проуд, може да бидат посуптилни и да доаѓаат со некои прилично интригантни несакани ефекти.
„Мезосферата е обично најсувиот слој на атмосферата, а ставањето дополнителна вода таму може да значи дека ќе добиеме повеќе поларни мезосферски облаци“, рече Проуд. „Овие облаци и онака стануваат се почести, веројатно поради климатските промени, па затоа сакам да ги погледнам податоците од сателитот и да видам дали можам да забележам зголемување по оваа ерупција“.
Поларните мезосферски облаци, познати и како ноктилуцентни облаци поради нивната способност да светат ноќе, се формираат во текот на летните месеци над поларните региони на надморска височина од 47 милји до 53 милји (76 до 85 км). Овие облаци често се појавуваа по лансирањето на вселенскиот шатл, кои испуштаа огромни количини на водена пареа во издувните гасови на ракетите.
Мезосферата, рече Проуд, е прилично неистражена бидејќи е премногу ниска за сателитите да летаат низ неа, но премногу висока за балони да стигнат. Поради тоа, ерупцијата на Хунга Тонга може да претставува единствен поттик за научниците да ги разгледаат хемиските процеси што се одвиваат во овој регион.
Истражувачите во никој случај не се завршени со ерупцијата на Хунга Тонга. Многу прашања остануваат неодговорени, вклучително и нејзиниот точен ефект врз климата на Земјата и причината зошто таа експлодира со таква сила по векови млака активност
