在洪加湯加大規模水下火山爆發兩年後，研究人員發現了其主要觸發因素：很可能是由海洋下方的氣體壓縮岩石引起的爆炸。這項突破性發現挑戰了以往認為這種噴發是岩漿與海水相互作用的結果的觀點，標誌著火山研究取得了重大進展。

澳洲國立大學的新發現揭示，破壞性的洪加湯加火山爆發是由氣體壓縮岩石的爆炸引發的，而不是先前認為的岩漿與水的相互作用，改變了我們對水下火山活動的理解。 圖片來源：Jamie Perera/Midjourney

洪加湯加火山爆發誘因

洪加-東加海底火山是歷史上規模最大的火山爆發之一，兩年後的今天，澳洲國立大學（ANU）的最新研究揭示了其主要誘因。

到目前為止，科學界對這一災難性事件的起因仍然是個謎，然而由學生領導的澳洲國立大學地震學家小組已經能夠揭示引發這一事件的自然爆炸的新線索。

學生研究人員分析了這一氣候事件嘈雜但珍貴的地震記錄，以破解其神秘的物理機制。

圖為2022 年1 月14-15 日噴發時的洪加湯加火山。 圖片來源：東加地質服務/ZUMA Press / Zuma / RÉA （由馬克-肖伯爾博士提供）

地震資料帶來的啟示

“我們的研究結果證實發生過一次爆炸，可能是由於氣體壓縮岩引起的，它釋放出的能量相當於朝鮮在2017年進行的五次最大地下核爆炸，”研究報告合著者、ANU博士生胡金寅說。 “模型表明，這一事件是由於氣體壓縮的岩石被困在淺海之下，就像一個煮過頭的高壓鍋。這讓許多人感到驚訝，因為人們通常認為，熾熱岩漿與冰冷海水的相互作用會導致如此大規模的水下火山爆發，我們在這次自然爆炸中使用了先前開發的一種研究地下爆炸的技術。

Jinyin Hu 和Thanh-Son Phạm 博士。 圖片來源：Jamie Kidston/ANU

火山爆發對環境的影響

研究的合著者Thanh-Son Pham 博士說，爆炸導致大量海水垂直向上沖入大氣層，在附近島嶼引發了高達45 公尺的海嘯。

“在這次事件中被抬升的水量是巨大的。 根據我們的估計，水量足以填滿約一百萬個標準奧林匹克游泳池。”

研究的合著者、澳洲國立大學的赫爾沃耶-特卡爾契奇教授補充說：”透過地震波形建模，我們觀察到在地震發生時有一股巨大的垂直力指向上方。起初，我們對此感到困惑。

2022 年1 月15 日，GOES-17 衛星拍攝洪加湯加-洪加哈帕伊火山水下噴發產生的傘狀雲的影像。 此外，還可以看到新月形的弓形衝擊波和大量的照明衝擊。 資料來源：美國國家航空暨太空總署地球觀測站拍攝，Joshua Stevens 使用由NOAA 和NESDIS 提供的GOES 影像。

火山研究進展

“幾週前，我們看到了地震學是如何被用來解釋格陵蘭島一連串非同尋常的事件的，其中包括冰川融化導致的山體滑坡、海嘯以及全球觀測到的持續九天的海嘯。通過Hunga Tonga，我們在全球範圍內觀測到了一個持續時間相對較短的爆炸事件，這也是學術驅動的好奇心和法醫地震學的最佳表現”。

根據澳洲國立大學地震學家的說法，與近期類似規模的事件相比，湯加火山爆發是儀器記錄的最佳事件。

“這是我們有生以來最大的事件之一。 幸運的是，我們有多種方式記錄這一事件，從衛星圖像數據到記錄聲波和結構的地震感測器，」胡金寅說。 “1991 年發生過另一次類似規模的事件，即菲律賓的皮納圖博事件，但當時的監測系統並不像現在這樣先進。”

未來影響

澳洲國立大學的地震學家認為，監測火山地點的氣體釋放和微震有助於更好地應對未來的事件。這項研究發表在地球物理研究快報。

編譯自/ SciTechDaily