داستان یک بلای بی‌سابقه
در ۱۵ ژانویه ۲۰۲۲، آتشفشان هونگا تونگا-هونگا هاآپای در سواحل کشور تونگا در اقیانوس آرام جنوبی فوران کرد و پس از ایجاد سونامی، هشدارهایی درباره وقوع سونامی در سراسر جهان نیز اعلام شد. طی این فوران آتشفشانی در زیر آب، خاکستر، بخار و گاز تا شعاع بیش از ۱۶۰ مایل(۲۶۰ کیلومتر) و ارتفاع بیش از ۱۲ مایل(۱۹ کیلومتر) به جو زمین پرتاب شد.
دانشمندان ناسا می‌گویند، طی فوران آتشفشان "تونگا" بیشترین توده خاکستری که تا به حال ماهواره‌ها به ثبت رسانده‌اند به بیرون پرتاب شده است. طی فوران این آتشفشان، توده‌ای از خاکستر به درون مزوسفر و جایی که شهاب‌ها در حال شکل‌گیری هستند، پرتاب شد. به گفته ناسا، پیش از این، بزرگترین ستون آتشفشانی شناخته شده که تاکنون توسط ماهواره‌ها ثبت شده، فوران کوه پیناتوبو در سال ۱۹۹۱ بود. آن ستون آتشفشانی با ارتفاع ۲۲ مایلی(۳۵ کیلومتری) بالاتر از فیلیپین، به استراتوسفر رسید اما نتوانست به لایه مزوسفر هم برسد.
انفجار مهیب آتشفشان "هونگا تونگا-هونگا هاآپای" در ژانویه بزرگترین فوران ثبت شده در هر نقطه از این سیاره طی ۳۰ سال گذشته بوده است. طی این فوران آتشفشانی، ستونی از خاکستر به آسمان فرستاده شد و جزیره تونگا غرق در خاکستر شد. صدای انفجار آن تا آلاسکا شنیده شد و ساعاتی پس از فوران آتشفشان زیردریایی "هونگا تونگا"، امواج سونامی به مناطق ساحلی تونگا که مجموعه‌ای از ۱۷۰ جزیره در شرق استرالیا و در اقیانوس آرام است، برخورد کرد.
انفجار مهیب آتشفشان "هونگا تونگا-هونگا هاآپای" در ژانویه بزرگترین فوران ثبت شده در هر نقطه از این سیاره طی ۳۰ سال گذشته بوده است. طی این فوران آتشفشانی، ستونی از خاکستر به آسمان فرستاده شد و جزیره تونگا غرق در خاکستر شد.
آتشفشان تونگا زمانی کاملا زیر آب بود. در سال ۲۰۱۵ و زمانی که در زیر اقیانوس فوران کرد و ناگهان بالا آمد و خشکی ایجاد کرد که به سبب آن دو جزیره از قبل موجود به نام‌های هونگا تونگا و هونگا هاآپای را به هم متصل کرد، توجه دانشمندان را به خود جلب کرد. یک دهه فعالیت آتشفشانی سطح پایین ناگهان در ماه ژانویه به یک سری فوران‌های عظیم تبدیل شد که این امر این جزیره تازه متولد شده را از بین برد و قطعات بزرگی از هونگا تونگا و هونگا هاآپای را از بین برد.
یک شبکه فروصوت که توسط سازمان معاهده منع جامع آزمایش‌های هسته‌ای(CTBTO) اداره می‌شود، این انفجار را بزرگترین حادثه‌ای توصیف کرد که تاکنون توسط این سیستم نظارتی ثبت شده است. همه ۵۳ ایستگاه فروصوت این سازمان فوران اصلی را در محدوده جهانی ثبت کردند. این تخلیه انرژی بسیار بزرگتر از انفجار هوایی شهاب سنگ چلیابینسک در سال ۲۰۱۳ بود. در ۱۵ فوریه سال ۲۰۱۳ یک شهاب سنگ بزرگ با حداقل سرعت ۵۴ هزار کیلومتر بر ساعت، بر فراز منطقه اورال جنوبی روسیه عبور کرد و در بالای شهر چلیابینسک متلاشی گردید.
دولت تونگا این فوران را یک "فاجعه بی‌سابقه" توصیف کرد که در نتیجه آن این کشور جزیره‌ای متحمل تلفات جانی، خسارات عمده به خانه‌ها و از دست دادن زیرساخت‌ها شد. فوران آتشفشان و سونامی آن باعث ویران شدن خانه‌ها و قایق‌ها در جزایر پرجمعیت اطراف شد و کابل اینترنت زیردریایی را قطع کرد. سه نفر در پی این فوران جان خود را از دست دادند. بانک جهانی تخمین می‌زند که این رویداد ۹۰.۴ میلیون دلار به آن ناحیه خسارت وارد کرده است. دولت تونگا گفت: ما اکنون اطلاعات قابل ملاحظه‌ای در مورد طغیان زیر دریا داریم و به نظر می‌رسد این موضوع پیام‌هایی را نیز برای کسانی که نگران برخورد سنگ فضایی و ایجاد اثرات مشابه هستند بوجود آورده است.
بررسی اثرات این رویداد
پایگاه خبری اسپیس با متخصصان برجسته در حوزه برخورد سیارک صحبت کرده است تا به شباهت‌های بین یک فوران در اعماق دریا و برخورد سیارک‌ها با اقیانوس‌ها پی ببرد.
"لیندلی جانسون"(Lindley Johnson) از دفتر هماهنگی حفاظت از سیاره مادری ناسا در واشنگتن در این باره گفت: ما باید همه بلایای طبیعی به ویژه آتشفشان‌ها و زمین لرزه‌ها را برای پی بردن به اثرات اولیه و اثرات ثانویه برخورد سیارک‌های مورد بررسی قرار دهیم.
جانسون افزود: تخمین زده می‌شود فوران تونگا تقریبا مقدار انرژی برابر با انفجار تونگوسکا در سیبری روسیه در ۳۰ ژوئن ۱۹۰۸ را آزاد کرده است. البته من نمی‌دانم این ارزیابی چقدر معتبر است اما مطمئنا ارزش دارد که به عنوان یک مثال مقایسه‌ای به آن نگاه کنیم.
"کلارک چاپمن"(Clark Chapman)، دانشمند بازنشسته موسسه تحقیقاتی جنوب غربی در کلرادو در این باره به پایگاه خبری اسپیس گفت: احتمالا یک سیارک خطرناک به اقیانوس برخورد می‌کند، نه به زمین، زیرا بیش از ۷۰ درصد از سطح زمین اقیانوس است. اما بخش بزرگی از مردم در نزدیکی سواحل زندگی می‌کنند، بنابراین وقوع سونامی یک تهدید محسوب می‌شود.
چاپمن همچنین افزود: باید درباره سونامی ناشی از برخورد سیارک‌ها بیشتر مطالعه کنیم، زیرا احتمالا رفتار آنها بسیار متفاوت از سونامی‌های ناشی از زلزله یا رانش زمین خواهد بود.
چاپمن می‌گوید: باید درباره سونامی ناشی از برخورد سیارک‌ها بیشتر مطالعه کنیم، زیرا احتمالا رفتار آنها بسیار متفاوت از سونامی‌های ناشی از زلزله یا رانش زمین خواهد بود.
ارزیابی و شبیه‌سازی
"لورین ویلر"(Lorien Wheeler) به همراه همکارش "مایکل آفتوسمیس"(Michael Aftosmis) روی پروژه ارزیابی تهدید سیارک‌های ناسا در مرکز تحقیقات ایمز در سیلیکون ولی کالیفرنیا کار می‌کنند و تحقیقات آنها زیر نظر دفتر هماهنگی حفاظت از سیاره مادری ناسا انجام می‌شود.
ویلر محقق ارشد پروژه ارزیابی تهدید است که این پروژه بر ساخت مدل‌های احتمالی سریع متمرکز است که به میزان خطری که خطرات سیارکی مختلف می‌تواند ایجاد کند، می‌پردازد.
آفتوسمیس نیز یک مهندس هوافضا در بخش ابر محاسبات پیشرفته است که در حال توسعه شبیه‌سازی‌هایی بسیار دقیق از برخورد سیارک‌ها از جمله انتشار موج انفجار، سونامی، اثرات حرارتی و جهانی است. او در این باره گفت: شباهت بین یک آتشفشان و یک برخورد سیارکی واضح نیست، زیرا یکی از زمین به بالا می‌آید و دیگری از بیرون به داخل می‌آید اما از لحاظ نوع سونامی که ممکن است ایجاد کنند شباهت‌های زیادی دارند.
شباهت بین یک آتشفشان و یک برخورد سیارکی واضح نیست، زیرا یکی از زمین به بالا می‌آید و دیگری از بیرون به داخل می‌آید اما از لحاظ نوع سونامی که ممکن است ایجاد کنند شباهت‌های زیادی دارند.
ویلر نیز دراین باره اظهار کرد: وقتی به سطح کلی خطر ناشی از برخورد احتمالی سیارک نگاه می‌کنید، با در نظر گرفتن تمام فرکانس‌های گوناگون که به احتمال زیاد به ما برخورد می‌کنند، مدل‌های فعلی ما نشان می‌دهند که خطر سونامی بزرگ ناشی از برخورد سیارک نسبتا در مقایسه با سایر خطرات احتمالی ناشی از انفجار محلی و اثرات جهانی کم است. با این وجود، برخورد یک سیارک بزرگ به نزدیک خط ساحلی می‌تواند موجب وقوع سونامی قابل توجهی شود. نکته مهم این است که مدل‌های سونامی خوب را توسعه دهیم تا بتوانیم این عواقب را تا جایی که می‌توانیم پیش‌بینی کنیم.
او همچنین اضافه کرد حادثه تونگا ممکن است اطلاعاتی در مورد همسو شدن انرژی با جو و آب، مانند سرعت پراکنده شدن امواج اقیانوس برای اصلاح مدل‌های شبیه سازی ارائه دهد.
آفتوسمیس نیز بیان کرد: محققان در حال مطالعه همسو شدن انفجار هوایی، سونامی ناشی از خود فوران و همچنین داده‌های مرتبط با اثرات لرزه‌ای در تونگا هستند. در حالی که سونامی‌های تولید شده توسط سیارک‌ها تهدیدی نسبتا کوچک در مقابل اثرات دیگر هستند، اما این مورد خاص شباهت‌های جالبی دارد که ارزش پیگیری دارند.
علاوه بر این، طی چندین سال، مجموعه‌ای از تمرین‌های آزمایشی به میزبانی مشترک ناسا و آژانس مدیریت اضطراری فدرال(FEMA) برگزار شده است که به طور خاص برای پاسخگویی و آمادگی بهتر برای برخورد سیارک‌ها با زمین و زمان و چگونگی انجام اقدامات اضطراری صورت گرفته است.
نتایج حاصل از ارزیابی و بررسی رویداد تونگا می‌تواند اطلاعات ارزشمندی درباره این تمرین‌های آزمایشی در آینده در اختیار محققان قرار دهد تا راه‌های بهتری برای تخمین سطح خطر و تصمیم‌گیری‌های بهتر در مورد واکنش آگاهانه ارائه دهند.
"کریستوفر بدکا"(Kristopher Bedka) دانشمند جوی ناسا اخیرا در بیانیه‌ای گفت: شدت این رویداد بسیار بیشتر از هر ابر طوفانی است که من تاکنون مطالعه کرده‌ام. البته ما خوشحالیم که توانستیم این اتفاق را توسط آخرین نسل ماهواره‌های زمین ثابت ثبت کنیم. ترکیب گرمای آتشفشانی و میزان رطوبت فوق‌العاده حاصل از اقیانوس، این فوران را در نوع خود بی‌سابقه کرده است.
بر اساس یک شبکه جهانی تشخیص رعد و برق که توسط شرکت فنلاندی Vaisala اداره می‌شود، این فوران ۴۰۰ هزار رعد و برق در طول شش ساعت ایجاد کرده بود.
بدکا افزود: این چیزی است که این موضوع را از منظر هواشناسی قابل توجه می‌کند.
اثبات وجود
"مارک باسلو"(Mark Boslough) متخصص حوزه سیارک‌ها و استادیار گروه زمین و علوم سیاره‌ای دانشگاه نیومکزیکو است. او در سفرهای میدانی مستندی خود به مکان‌های انفجار هوایی از جمله صحرای لیبی مصر در سال ۲۰۰۶، تونگوسکا در سال ۲۰۰۸ و همچنین چلیابینسک روسیه در سال ۲۰۱۳ برای ارزیابی میزان تخریب ناشی از انفجار رفته است.
او چندین سال پیش، پتانسیل ایجاد سونامی‌های حاصل از انفجارهای هوایی سیارک‌ها متئوسونامی(meteotsunami) که امواج بزرگی هستند که توسط اختلالات فشار هوا ایجاد می‌شوند را مطرح کرد. او در مورد فوران آتشفشان تونگا گفت:بله، این یک آزمایش عالی برای این ایده است و من می‌دانم که متئوسونامی در پورتوریکو و منورکا شناسایی شده است.
مارک معتقد است این موارد ظاهرا ناشی از سونامی‌های مرتبط با هوا هستند و حاصل تولید مستقیم از یک منبع انفجار نیستند، زیرا آنها در حوضه‌های اقیانوسی مختلف هستند. وی گفت: اگر معلوم شود که اینطور است، پس ما اکنون یک "اثبات وجود"(existence proof) داریم که امواج فشار در جو ناشی از انفجارهای بزرگ می‌تواند باعث ایجاد سونامی در فاصله‌ای دور از خود انفجار شود.
نظر زمین شناسان درباره فوران آتشفشان تونگا
نیروی شگفت‌انگیز فوران آتشفشانی تونگا جهان را شوکه کرد، اما این واقعیت که این آتشفشان زیر آب فوران کرده است، برای دانشمندان زمین‌شناسی که از داده‌های ماهواره‌ای برای مطالعه تغییرات دما در اعماق سطح زمین استفاده می‌کنند، چندان شگفت‌آور نبود. در حالی که فوران تونگا قدرتمند بود اما مدت زمان انفجار کوتاه بود، برای مثال قدرت فوران سال گذشته میلادی آتشفشانی در کامبر ویجا در جزیره قناری اسپانیایی لاپالما گرچه کمتر بود اما تقریبا سه ماه ادامه داشت.
محققان در حال کار بر روی پروژه "زمین سه‌بعدی علم برای جامعه"(Science for Society ۳D Earth) هستند که در آن گروهی بین‌المللی از دانشمندان زمین شناسی برای توسعه یک مدل جهانی پیشرفته از سنگ کره با هم همکاری می‌کنند. برای توسعه این مدل محققان از داده‌های ماهواره‌ای مختلف مانند داده‌های گرانشی GOCE و داده‌های توموگرافی لرزه‌ای استفاده می‌کنند. در این مدل که تفاوت دمای گوشته بالایی زمین نشان داده می‌شود، محققان می‌توانند ببینند که این آتشفشان‌ها در چه نقطه‌ای فوران می‌کنند. با این حال، پیش‌بینی دقیق زمان وقوع این اتفاق دشوار است.
3
