محققان توانستند ارتفاع ستون فوران آتشفشان تونگا که دهانه آن زیر سطح اقیانوس قرار دارد و در ژانویه فوران کرد را اندازه‌گیری کنند. نتایج نشان می‌دهند که این بلندترین فوران در نوع خود بوده که تاکنون به ثبت رسیده است.
به گزارش خبرآنلاین به نقل از لایوساینس، یک مطالعه جدید نشان می‌دهد که فوران آتشفشانی عظیمی که اوایل سال جاری در زیر اقیانوس در تونگا اتفاق افتاد، بلندترین ستون آتشفشانی در نوع خود را ثبت کرد. این ستون بلند متشکل از خاکستر، غبار و بخار آب بود و ارتفاع آن ۵۷ کیلومتر بالاتر از سطح دریا بود. این ستون آتشفشانی اولین ستونی بود که به مزوسفر- سومین لایه جو زمین- رسید.
در ۱۵ ژانویه آتشفشان هونگا در منطقه هونگا- تونگا (در کشور تونگا در اقیانوس آرام) که یک مخروط آتشفشانی در زیر دریا در فاصله ۶۴ کیلومتری شمال جزیره تونگا، تونگاتاپو است، ناگهان فوران کرد. این انفجار قوی‌ترین انفجار روی زمین در ۳۰ سال اخیر بود و۱۰۰ برابر بمب هیروشیما قدرت داشت.
انرژی بسیار زیاد این رویداد باعث ایجاد سونامی شد که تا ژاپن هم رسید. همچنین امواج شوک جوی ایجاد شده باعث شد که در جو زمین صدایی مانند زنگ به گوش برسد.
این فوران عظیم رکورد‌های زیادی را شکسته است: انفجار لرزش زمین که باعث ایجاد سریع‌ترین امواج اتمسفری ثبت شده و ۵۹۰ هزار صاعقه شدند. همچنین در این فوران آتشفشانی بیشتر از هر فوران دیگری، بخار آب بیرون ریخته شد که این امر می‌تواند به طور بالقوه لایه اوزون را ضعیف کرده و باعث گرمای سیاره ما شود.
در یک مطالعه جدید که در ۴ نوامبر در مجله Science منتشر شده است، نشان می‌دهد که این ستون آتشفشانی بلندترین فورانی بوده که تاکنون ثبت شده و ارتفاع آن ۵۷ کیلومتر بوده است. رکورد ارتفاع آتشفشان قبلی متعلق به کوه پیناتوبو در فیلیپین بود که در سال ۱۹۹۱ فوران کرد و ارتفاع آن در بالاترین نقطه به حدودا ۴۰ کیلومتر بالا از سطح دریا رسید.
همچنین ستون ایجاد شده در اثر فوران تونگا اولین آتشفشانی بود که از لایه استراتوسفر - دومین لایه جو که بین ۱۲ تا ۵۰ کیلومتر را در بر می‌گیرد- بالاتر رفت و وارد مزوسفر شد که تا ۸۰ کیلومتری زمین ادامه دارد.
تصویر بزرگ شده از این فوران که توسط ماهواره هیماواری-۸ ژاپن در تاریخ ۱۵ ژانویه ۲۰۲۲ و ساعت ۰۴:۵۰ UTC، درست ۵۰ دقیقه بعد از شروع فوران گرفته شده است
سیمون پراود نویسنده اصلی این پژوهش و دانشمند رشته اتمسفرشناسی در دانشگاه آکسفورد بریتانیا در بیانیه‌ای اعلام کرد: «این یک نتیجه خارق‌العاه است. زیرا ما هرگز ابری با این بلندی ندیده بودیم.»
کارشناسان و متخصصان آتشفشان شناس مطمئن بودند که فوران آتشفشان تونگا بلندترین فوران در نوع خود بوده است. با این حال، تعیین ارتفاع دقیق ستون این آتشفشان بسیار چالش برانگیز بود.
به طور معمول، محققان ارتفاع یک ستون آتشفشانی را با اندازه‌گیری دمای نوک آن بدست می‌آورند. آن‌ها با مقایسه دمای حسرگر‌های مادون قرمزی که در ماهواره‌های مدار زمین هستند با دمای هوای اطراف، این عدد را به دست می‌آورند.
در اکثر فوران‌ها، توده‌ها فقط به اولین لایه جو زمین یعنی تروپوسفر که ارتفاع آن ۸ تا ۱۱ کیلومتر بالاتر از سطح دریاست و قسمت‌های پایینی استراتوسفر می‌رسند. در این ارتفاع، مشخصات دمای هوا بسیار قابل پیش‌بینی است، زیرا با افزایش ارتفاع، دما کاهش پیدا می‌کند و این امر اندازه‌گیری ارتفاع ستون را آسان می‌کند.
با این‌حال در قسمت‌های بالاتر و در استراتوسفر، به دلیل اینکه اشعه ماوراء بنفش توسط لایه اوزون که در مرز بالایی استراتوسفر قرار دارد گیر می‌کند، دمای هوا گرمتر می‌شود. محققان در این بیانیه اعلام کردند که دمای هوا در مزوسفر دوباره به شدت کاهش پیدا می‌کند، و این امر تعیین ارتفاع دقیق ستون تونگا با این روش را غیرممکن می‌کند.
برای غلبه بر این مشکل، محققان روشی را بر مبنای پدیده‌ای با نام «اثر اختلاف منظر» ابداع کردند. تفاوت آشکار در موقعیت قرارگیری یک شیء وقتی از خطوط دید متفاوت دیده می‌شود. چیزی شبیه این که یک شیء را با یک چشم باز می‌بینیم و سپس این چشم را بسته و دیگری را باز می‌کنیم، به نظر می‌رسد که جسم جابجا شده باشد.
محققان با استفاده از تصاویر هوایی که از سه ماهواره هواشناسی با فاصله زمانی ۱۰ دقیقه ثبت شده بود، تصاویر را به شکل مثلثی در آورند تا ارتفاع دقیق قله این ستون آتشفشانی را تعیین کنند. این کار به تیم این امکان را داد که نه تنها بتوانند حداکثر ارتفاع ستون را اندازه بگیرند، بلکه ببینند که در طول زمان چطور رشد کرده است.
محققان می‌گویند که اجرای این روش جدید به لطف پیشرفت‌های اخیر در ماهواره‌های هواشناسی امکان‌پذیر بود. پراود می‌گوید: «توانایی تخمین ارتفاع این آتشفشان با این روش به دلیل پوشش ماهواره‌ای خوبی است که اکنون داریم. این کار در یک دهه پیش ممکن نبود.»
این روش جدید را می‌توان برای فوران‌های دیگر و صرفنظر از اندازه آن‌ها به کار برد. همچنین این روش به محققان در استاندارد سازی نحوه اندازه‌گیری توده‌های آتشفشانی کمک می‌کند.
اندرو پراتا، یکی از نویسندگان این پژوهش که دانشمند مطالعات جوی در دانشگاه آکسفورد است و در مطالعه توده‌های آتشفشانی تخصص دارد می‌گوید: «ما می‌خواهیم این تکنیک را برای فوران‌های آتشفشانی دیگر نیز استفاده کنیم و مجموعه‌ای از اطلاعات در مورد ارتفاع ستون‌ها ایجاد کنیم. مجموعه این اطلاعات می‌تواند توسط آتشفشان‌شناس‌ها و دانشمندان مطالعات جوی برای مدل‌سازی پراکندگی خاکستر‌های ناشی از آتشفشان در جو مورد استفاده قرار گیرد.»
محققان در این بیانیه اعلام کردن که فهمیدن ارتفاع ستون‌های توده‌های آتشفشانی به آن‌ها کمک می‌کند تا بفهمند این توده‌ها چگونه بر تغییرات آب و هوایی تاثیر می‌گذارد.