Январское извержение вулкана Тонга запустило цунами высотой 90 метров

Начальная высота цунами, вызванного извержением вулкана Хунга-Тонга-Хунга-Хаапай 15 января 2022 года, составляла 90 метров. К таким выводам пришли исследователи из Великобритании, Новой Зеландии, Хорватии и Японии, которые проанализировали изменения атмосферного давления и уровня моря и создали девять моделей вулканогенного цунами. Исследование опубликовано в Ocean Engineering.

Подводный вулкан Хунга-Тонга-Хунга-Хаапай расположен в южной части Тихого океана. Он принадлежит островной дуге Тонга-Кермадек, которая образовалась в результате погружения Тихоокеанской плиты под Индо-Австралийскую. С начала XX века вулкан извергался минимум четыре раза, а в конце 2021 года вступил в новый период повышенной активности.

15 января 2022 года произошло самое мощное извержение на Земле в XXI веке. Хунга-Тонга-Хунга-Хаапай выбросил столб пепла, который в течение получаса поднялся на высоту 58 километров. Взрыв вулкана почувствовали во всем мире, например метеостанции в России записали волны Лэмба. Подробнее о том, какое «эхо» вулкана зарегистрировали в Москве, можно прочесть в материале «Четыре сигнала Хунга-Тонга-Хунга-Хаапай».

Извержение вызвало серию цунами, которая унесла жизни пяти человек. Волны были зарегистрированы на большом удалении от источника, например в Индийском океане и Средиземном море. У этого цунами выделяют два механизма образования: вызванное извержением смещение водной массы и распространение волн в атмосфере. Разрушительные морские волны атмосферного происхождения также называют метеоцунами. Аналогичная ситуация возникновения цунами, где участвовали как локализованный источник, так и атмосферные процессы, наблюдалась после извержения вулкана Кракатау в 1883 году.

Группа исследователей из Великобритании, Новой Зеландии, Хорватии и Японии под руководством Мохаммада Хэйдарзэйде (Mohammad Heidarzadeh) из Университета Бата изучила волны цунами, которые были зарегистрированы на расстоянии до 1500 километров от вулкана Хунга-Тонга-Хунга-Хаапай. Поскольку цунами в январе 2022 года было вызвано двумя различными механизмами, ученые проанализировали изменения уровня моря и атмосферного давления. Затем была проведена реконструкция источника цунами. Предложенная исследователями модель не учитывает вклад атмосферных процессов в наблюдаемое цунами, а берет в расчет только извержение подводного вулкана.

Анализ данных 22 датчиков приливов показал, что амплитуда цунами в гаванях и портах колебалась от 4,2 до 148,8 сантиметра. Максимальный уровень был зарегистрирован у берегов новозеландского Большого Барьерного острова. Также в работе были использована данные восьми глубоководных датчиков (DART), которые установлены на глубине 1000–5000 метров. Они зарегистрировали амплитуды цунами от 3,6 до 21,4 сантиметра.

Часть станций уловила высокие морские волны, которые опередили приход вулканогенных цунами на 1–2 часа. Как оказалось при анализе метеорологических данных, эти ранние волны в океане распространялись синхронно с волнами в атмосфере. Исследователи отнесли их в категорию метеоцунами.

Затем были выделены доминирующие периоды волн. У вулканогенных цунами они составили 10–17 и 4–7 минут, а для метеоцунами периоды были 7–10 минут (по данным датчиков приливов) и 30–60 минут (по глубоководным станциям) соответственно.

При моделировании вулканогенного цунами Тонга учитывались два параметра: начальные длина цунами и амплитуда волны. Ученые предложили девять моделей, варьируя длину от 6 до 20 километров и амплитуду от 30 до 90 метров. Наиболее реалистичным вариантом из всех оказалась волна длиной 12 километров с максимальной амплитудой 90 метров. При таком сценарии объем вытесненной воды в результате взрыва Тонги составляет 6,6 × 10⁹ кубических метров. По мнению исследователей, эта оценка подтверждается измерениями на глубоководных станциях.

Ранее на N + 1 мы писали про другое знаменитое извержение вулкана Санторин, которое породило серию цунами 1500–1570 лет до нашей эры. Разрушительные волны имели высоту до 10 метров, а его следы нашли в отложениях на северном побережье Крита.

Елена Гарова