Подпишитесь на информационный бюллетень CNN по теории чудес. Исследуйте вселенную, узнавая новости об удивительных открытиях, научных достижениях и многом другом..
Си-Эн-Эн
—
Когда в январе вулкан Хунга-Тонга-Хунга-Хаапай извергся под водой, образовался шлейф из пепла и воды, который прорвал третий слой земной атмосферы.
Это был самый высокий зарегистрированный вулканический шлейф, достигший мезосферы, где метеоры и метеориты обычно распадаются и сгорают в нашей атмосфере.
Мезосфера находится на высоте от 31 до 50 миль (от 50 до 80 километров) над поверхностью Земли. тропосфера и стратосфера и под двумя другими слоями. (Стратосфера и мезосфера представляют собой сухие атмосферные слои.)
Вулканический шлейф достиг максимальной высоты 35,4 мили (57 километров). Он превзошел предыдущих рекордсменов, таких как извержение горы Пинатубо в 1991 году на Филиппинах на 24,8 мили (40 километров) и извержение Эль-Чичон в Мексике в 1982 году, которое достигло 19,2 мили (31 километр).
Исследователи использовали изображения, сделанные спутниками, пролетающими над местом извержения, чтобы подтвердить высоту шлейфа. Извержение произошло 15 января в южной части Тихого океана у Тонганского архипелага, в зоне наблюдения трех геостационарных метеоспутников.
Исследование с подробным описанием результатов, опубликованных в четверг в журнале Наука.
Возвышающийся шлейф направился в верхние слои атмосферы Воды было достаточно, чтобы наполнить 58 000 олимпийских бассейнов.согласно предыдущим обнаружениям со спутника НАСА.
Понимание высоты шлейфа может помочь исследователям изучить влияние извержения на глобальный климат.
Определение высоты шлейфа поставило перед исследователями задачу. Как правило, ученые могут измерить высоту шлейфа, изучая его температуру — чем холоднее шлейф, тем он выше, сказал ведущий соавтор исследования доктор Саймон Прауд из RAL Space и научный сотрудник Национального центра наблюдения Земли и Университета. Оксфорда.
Но этот метод нельзя было применить к событию Тонга из-за бурного характера его извержения.
«Извержение протолкнуло слой атмосферы, в котором мы живем, тропосферу, в верхние слои, где атмосфера снова нагревается по мере того, как вы поднимаетесь выше», — сказал Прауд по электронной почте.
«Нам пришлось придумать другой подход, используя различные виды, полученные с метеорологических спутников, расположенных на противоположных сторонах Тихого океана, и некоторые методы сопоставления с образцом для определения высоты. Это стало возможным только в последние годы, поскольку даже десять лет назад у нас не было спутниковой технологии в космосе, чтобы сделать это».
Исследовательская группа полагалась на «эффект параллакса» для определения высоты шлейфа, сравнивая разницу во внешнем виде шлейфа под разными углами, зафиксированную метеорологическими спутниками. Спутники делали снимки каждые 10 минут, документируя драматические изменения шлейфа, когда он поднимался из океана. Изображения отражали различия в положении шлейфа при разных углах зрения.
Извержение «превратилось из ничего в 57-километровую башню из пепла и облаков за 30 минут», — сказал Прауд. Члены команды также заметили быстрые изменения в верхней части эруптивного шлейфа, что их удивило.
«После первоначального большого выброса на 57 километров центральный купол шлейфа рухнул внутрь, прежде чем вскоре после этого появился еще один шлейф», — сказал Прауд. «Я не ожидал, что произойдет что-то подобное».
Ожидается, что количество воды, выброшенной вулканом в атмосферу, временно согреет планету.
«Этот метод позволяет нам определить не только максимальную высоту шлейфа, но и различные уровни в атмосфере, где был выпущен вулканический материал», — сказал соавтор исследования доктор Эндрю Прата, научный сотрудник Кларендонской лаборатории. физики атмосферы, океана и планет в Оксфордском университете по электронной почте.
Зная состав и высоту шлейфа, можно определить, сколько льда было отправлено в стратосферу и где были выброшены частицы пепла.
Высота также имеет решающее значение для безопасности полетов, потому что вулканический пепел может привести к отказу реактивного двигателя, поэтому важно избегать шлейфов пепла.
Высота шлейфа — еще одна новая деталь того, что стало известно как одно из самых мощных зарегистрированных вулканических извержений. Когда подводный вулкан извергся в 40 милях (65 км) к северу от столицы Тонги, он вызвал цунами, а также ударные волны, прокатившиеся по всему миру.
Продолжаются исследования, чтобы выяснить, почему извержение было таким мощным, но это может быть потому, что оно произошло под водой.
Тепло извержения испарило воду и «вызвало паровой взрыв, гораздо более мощный, чем обычное извержение вулкана», — сказал Прауд.
«Примеры, подобные извержению Hunga Tonga-Hunga Ha’apai, демонстрируют, что взаимодействие магмы и морской воды играет важную роль в возникновении мощных извержений, которые могут выбрасывать вулканический материал на большие высоты», — добавил Прата.
Затем исследователи хотят понять, почему шлейф был таким высоким, а также его состав и продолжающееся влияние на глобальный климат.
«Часто, когда люди думают о вулканических шлейфах, они думают о вулканическом пепле», — сказал Прата. «Однако предварительная работа над этим случаем показывает, что в шлейфе была значительная доля льда. Мы также знаем, что после извержения быстро образовалось довольно небольшое количество аэрозолей диоксида серы и сульфата».
Прауд хочет использовать в этом исследовании метод определения высоты с несколькими спутниками для создания автоматических предупреждений о сильных штормах и извержениях вулканов.
