Ученые ИСЗФ СО РАН зафиксировали и проанализировали атмосферный эффект от мощнейшего за 100 лет извержения вулкана

Кандидат физико-математических наук Александр Сорокин и инженер-программист Василий Добрынин из Института солнечно-земной физики СО РАН зафиксировали и проанализировали атмосферный эффект от мощнейшего за последние 100 лет извержения вулкана. Результаты работы обобщены в статье, опубликованной в первом номере журнала «Солнечно-земная физика» за 2024 год.

Сильное извержение вулкана Хунга Тонга, произошедшее в юго-западной части Тихого океана 15 января 2022 года, сопровождалось выбросом большого количества продуктов извержения и образованием широкого набора различных волн, включая волны Лэмба, внутренние гравитационные волны и инфразвук. Эффекты распространения этих волн регистрировались по всему миру разными датчиками: сейсмическими, акустическими, системами GNSS-радиозондирования и предупреждения цунами. Акустический отклик в атмосфере от далекого извержения также зафиксировали приборы инфразвуковой станции ИСЗФ СО РАН.

- Был зарегистрирован акустический сигнал сложной структуры, совпадающий с ранее известными волновыми формами от мощных ядерных взрывов, падения Тунгусского метеорита, а также видом акустического сигнала от извержения Хунга Тонга, представленном в работах других авторов, - пояснил Александр Сорокин.

Кроме того, ученые выявили характерную временную последовательность трех групп сигналов в головной части пришедшей волны. Эта последовательность может быть связана с тремя стадиями, характерными для сильнейших подводных извержений:

- Сильный взрыв привел к разрушению острова Хунга Тонга и образовал огромную подводную кальдеру, – отметил Василий Добрынин. – Это подтверждают космические снимки, на которых зафиксирован неразрушенный остров за неделю до извержения и разрушенный сразу же после извержения. В результате огромные массы воды хлынули в кальдеру и жерло вулкана, где их соприкосновение с раскаленной до 1000 градусов магмой могло породить второй взрыв, тоже достаточно мощный. Поднимающийся столб из перегретого пара и частичек горной породы образует так называемую эруптивную колонну, которая также «гудит» на сверхнизких частотах.

Чтобы подтвердить глобальность такого явления, ученые сравнили акустические сигналы, полученные на инфразвуковой станции Геофизической обсерватории ИСЗФ СО РАН, расположенной в Тункинском районе Республики Бурятия, и вулканологической станции на Аляске, а также оценили средние скорости распространения сигналов на трассах.

- Анализ подобной сильной акустической волны позволяет понять, насколько благоприятны условия для ее распространения в атмосфере, что важно для понимания происходящих в ней процессов. Мы считаем, что в дальнейшем необходимо объединять данные, полученные с разных станций России, и развивать методику определения средних характеристик атмосферы по трассе распространения акустического сигнала, - подчеркнул Александр Сорокин.

Справка:
Извержение вулкана Хунга Тонга произошло между Австралией и Новой Зеландией, в расположении одноименного острова. Выбросы пепла достигали высот более 30 км, сильные взрывы были слышны по всей Новой Зеландии, в Канаде и на Аляске. Ближайшими по интенсивности являются извержения вулканов Кракатау (1883 г.) и Пинатубо (1991 г.).

Инфразвуковая станция ИСЗФ СО РАН представляет собой группу из трех микробарометров, расположенных в вершинах пространственного прямоугольного треугольника со стороной 500 метров и образующих интерферометр. Три независимых микробарометра фиксируют последовательные приходы акустической волны.