研究:湯加火山爆發在地球電離層中也引起了漣漪
根據位於南加州的NASA噴氣推進實驗室(JPL)管理的全球差分全球定位系統(GDGPS)的測量結果,強大的水下火山爆發使湯加島國被火山灰覆蓋並向全世界發出了海嘯波,這在地球的電離層中也引起了漣漪。
當Hunga Tonga-Hunga Ha’apai火山在2022年1月15日爆發時,根據NASA地質學家Jim Garvin的估計,它釋放出了相當於4至18兆噸TNT的猛烈爆炸。這次爆炸產生了足以擾亂電離層的聲學衝擊波,電離層是大氣層的外層,從地球表面上方約50至56英里(80至90公里)開始,其中包含被太陽能量電離的電子。
爆發還引起了海嘯,海嘯被爆炸的大氣壓力波所加強–這種現像被稱為氣象海嘯( meteotsunami)。這些大浪造成的海洋表面的變形進一步擾亂了電離層。GDGPS實時觀察到由爆炸和隨後的氣象海嘯引起的電離層擾動。該系統通過跟踪全球導航衛星系統(GNSS)信號穿越大氣層時的延遲來監測電離層中電子的密度(以總電子含量單位衡量,或稱TECU)。
GNSS的數據可以在海嘯預警系統中發揮重要作用,為海嘯預警縮短寶貴的時間。NASA空間和地球科學研究機會(ROSES)A.37項目Local Tsunami Early Warning With GNSS Earthquake Source Products由應用科學災害項目領域資助,其正在使用這種GNSS數據來檢測地面運動並模擬可能導致海嘯的地震活動。該團隊正在將這些數據整合到由美國國家海洋和大氣管理局海嘯研究中心(CTR)運營的海嘯預警系統中。
NASA的Space Geodesy項目還通過跟管理GNSS增強型海嘯預警系統(GTEWS)的國際GNSS服務組織、國際大地測量學協會的全球大地測量觀測系統(GGOS)及仙台框架社區活動的地球觀測小組(GEO)的大地測量合作來支持減少海嘯風險。
未來,GDGPS記錄的電離層擾動也可以被整合到這些海嘯預警系統中並提高其對社區的預警效果從而讓人們在海嘯浪潮來襲之前脫離險境。