Ученые подтвердили, что извержение вулкана Тонга в январе произвело самый высокий из когда-либо зарегистрированных шлейфов. Хунга-Тонга-Хунга-Хаапай (англ. Hunga Tonga-Hunga Haʻapai), подводный вулкан в южной части Тихого океана, выпустил облако пепла высотой 57 км.
Его колоссальное извержение, которое произошло 15 января этого года, также стало первым зафиксированным прорывом в третий слой атмосферы — мезосферу. Мезосфера начинается примерно на высоте 48 км над нами, и это место, где пролетающие метеоры начинают сгорать и образовывать падающие звезды.
Исследователи из Оксфордского университета и RAL Space использовали три геостационарных метеорологических спутника, чтобы точно измерить высоту массивного шлейфа.
Предыдущий известный рекордсмен, извержение вулкана Пинатубо на Филиппинах в 1991 году, вызвало шлейф высотой 40 км.
«Это экстраординарный результат, поскольку мы никогда раньше не видели облако такого высокого типа», — сказал ведущий автор исследования доктор Саймон Прауд. «Кроме того, возможность оценить высоту так, как мы это сделали, используя метод параллакса, возможна только теперь, когда у нас есть хорошее спутниковое покрытие. Это было бы невозможно десять лет назад или около того».
Извержение Хунга-Тонга-Хунга-Хаапай произошло в южной части Тихого океана, примерно в 65 км от главного острова Тонги. Оно вызвало землетрясение силой 7,4 балла, в результате чего на остров обрушились волны цунами, которые ощущались даже в России, США и Чили.
Извержение высвободило огромное количество энергии и выбросило в стратосферу воду объемом 20 000 олимпийских бассейнов.
В исследовании, опубликованном в журнале Science, ученые хотели точно измерить, насколько высокий столб пепла и воды простирается в атмосферу.
Обычно это делается путем измерения температуры верхней части шлейфа с помощью инфракрасных спутников и сравнения ее со стандартными температурами на разных известных высотах. Это можно сделать, потому что предыдущие шлейфы распространялись только в тропосферу, первый слой атмосферы, где температура снижается с высотой. Однако облако Хунга Тонга-Хунга Хаапай ушло в третий слой атмосферы, мезосферу. Из-за того, что озоновый слой поглощает солнечное ультрафиолетовое излучение, температура в стратосфере и мезосфере фактически увеличивается с высотой.
Итак, для измерения шлейфа команда доктора Прауда разработала другой метод, использующий «эффект параллакса» — разницу в видимом местоположении объекта, наблюдаемого с двух разных направлений. Этот метод позволяет исследователям рассчитать расстояние между объектом и обоими зрителями.
Местонахождение вулкана Тонга фиксируется тремя метеорологическими спутниками, находящимися в космосе на высоте 22 000 миль (36 000 км): GOES-17 из США, Himawari-8 из Японии и GeoKompSat-2A из Южной Кореи. Снимки с воздуха, сделанные этими спутниками, использовались для измерения высоты шлейфа. Вдобавок ко всему, они записывали изображения каждые десять минут, что означает, что исследователи могли документировать быстрые изменения траектории шлейфа.
Доктор Прауд также предполагает, что оценка извержения вулкана Пинатубо могла быть неверной из-за ограниченного количества спутниковых данных, доступных в то время. Он сказал: «Мы думаем, что для Pinatubo мы фактически пропустили пик активности и точки, где она достигла максимума — она попала между двумя спутниковыми снимками, и мы ее пропустили».
Теперь исследователи намерены создать автоматизированную систему для расчета высоты шлейфов вулканов с использованием метода параллакса. Они надеются, что набор данных о высоте шлейфа поможет другим ученым смоделировать рассеивание вулканического пепла в атмосфере.
