Najpotężniejsza eksplozja od czasów Krakatau. Fale dotarły na Alaskę
Erupcja Hunga Tonga przeszła do historii jako jedna z najsilniejszych odnotowanych eksplozji wulkanicznych. Jej skala była porównywalna z wybuchem Krakatau z 1883 roku, co czyni to zdarzenie wyjątkowym w nowożytnej historii. Wulkan położony w Królestwie Tonga, około 9656 kilometrów od wybrzeży Alaski, uwolnił energię, której skutki odczuto na całym globie. Ken Macpherson z Geophysical Institute Uniwersytetu Alaska Fairbanks wraz z zespołem wykorzystali to zjawisko do analizy struktury skorupy ziemskiej. Mechanizm okazał się fascynujący, ponieważ potężne fale ciśnienia przemieszczające się przez atmosferę oddziaływały z powierzchnią gruntu w procesie znanym jako sprzężenie powietrze-ziemia, co pozwoliło na przeniesienie energii głęboko pod powierzchnię.
Hunga Tonga była bezprecedensową eksplozją w erze instrumentów. Te fale ciśnienia wstrząsnęły Alaską, tysiące kilometrów dalej, co uważam za niezwykłe. Wiele z nich było falami długookresowymi i w konsekwencji wstrząsnęły Ziemią na dużej głębokości – tłumaczy Macpherson
Badacze dysponowali rozbudowaną siecią pomiarową składającą się ze 150 współpracujących ze sobą barometrów, czujników infradźwiękowych i sejsmometrów rozmieszczonych na terenie Alaski. Ta infrastruktura okazała się kluczowa dla uchwycenia unikalnych danych z erupcji. Macpherson podkreśla, iż eksplozja stworzyła idealne warunki do badania procesów sprzężenia. Mimo pokonania ogromnego dystansu, fale ciśnienia zachowały wystarczającą siłę, by wprawić w drgania głębokie warstwy skorupy ziemskiej. Długookresowe fale okazały się szczególnie wartościowe dla naukowców. Dzięki nim udało się oszacować prędkość fal sejsmicznych na trzech różnych poziomach głębokości: 30 metrów, 2 kilometry i 5 kilometrów pod powierzchnią. Wyniki tych badań zostały opublikowane w czasopiśmie Seismica.
Fale ciśnienia z Hunga-Tonga dostarczyły nam znacznie więcej informacji o tym, jak fale sejsmiczne propagują się na Alasce – dodaje badacze
Lepsze zrozumienie trzęsień ziemi
Znajomość prędkości fal sejsmicznych w górnych warstwach skorupy ma fundamentalne znaczenie dla oceny ryzyka sejsmicznego. Mechanizm jest prosty, ale kluczowy: gdy fala sejsmiczna przemieszcza się przez twardy materiał, porusza się szybciej. Natomiast kiedy napotyka miększy grunt, zwalnia, zachowując przy tym tę samą energię. Skutkiem tego są większe amplitudy drgań, co przekłada się na silniejsze wstrząsy podczas trzęsień ziemi. Dla instytucji monitorujących aktywność sejsmiczną, takich jak Alaska Earthquake Center, te dane stanowią bezcenne źródło informacji. Możliwość dokładnego określenia prędkości skorupy pod konkretną stacją sejsmiczną znacząco poprawia precyzję lokalizacji epicentrów trzęsień ziemi. Choć może się to wydawać technicznym szczegółem, w praktyce przekłada się na skuteczniejsze systemy ostrzegania i lepiej przygotowane działania ratownicze.
Czytaj też: Ziemia traci równowagę energetyczną. Półkula północna pochłania coraz więcej światła słonecznego
Kolejnym zastosowaniem jest tomografia sejsmiczna, czyli technika pozwalająca tworzyć trójwymiarowe obrazy wnętrza Ziemi. Metoda ta wymaga jednak tak zwanej korekty skorupowej, ponieważ prędkości w górnych warstwach skorupy znacząco różnią się od tych występujących na większych głębokościach. Dzięki danym pozyskanym po erupcji Tonga, naukowcy mogą zastosować poprawki, które znacząco zwiększają dokładność tomografii na obszarze dziesiątek, a nawet setek kilometrów. To niezwykłe, że wydarzenie wulkaniczne z odległości prawie 10 tysięcy kilometrów mogło ujawnić tak szczegółowe informacje o strukturze skorupy ziemskiej Alaski. Badania Macphersona pokazują, jak nieprzewidywalne zjawiska naturalne mogą stać się wartościowym narzędziem naukowym, otwierając nowe perspektywy dla sejsmologii i oceny zagrożeń geologicznych.