1月15日,湯加的洪阿哈阿帕伊島火山爆發,產生了有史以來最大的大氣爆炸,在世界各地產生了震蕩,一股火山灰柱直沖向高層大氣層。
如今,兩組研究人員對這場湯加水下火山爆發為何如此強的爆炸性,以及隨后發生了什么進行了分析。相關證據表明,當火山中心坍塌時噴射出了大量巖漿,并與水發生了劇烈反應,引發了幾次大爆炸和數百次小爆炸。相關研究于5月26日在維也納舉行的歐洲地球科學聯合會(EGU)會議上發布。
5月,新西蘭奧克蘭大學火山學家Shane Cronin帶領一個研究小組在火山噴發時形成的中央洼地——火山口上方航行,并通過聲納繪制其結構圖。他們發現,這座4公里寬的火山口的深度已從低于海平面200米下降到超850米。
“火山噴發后形成了這個巨大的新火山口。”Cronin估計約有6.5立方公里的巖石被拋出,大致相當于美國金門大橋那么寬的球體。
Cronin指出,這次大爆炸的原因可能是噴發初始時大量巖漿和水之間的相互作用。20度的水和1110度的巖漿直接接觸,巨大的溫差意味著,由于噴發而被迫接觸的水與巖漿,一觸即炸。而每次相互作用都會將水推向巖漿邊緣更深的地方,從而增加接觸面積,并進一步引發鏈式反應下的爆炸。
因為火山口初始深度不深也不淺,既不會抑制爆炸,也可以使巖漿被注入大量的水以驅動其相互作用,從而導致每分鐘發生幾次大爆炸和數百次小爆炸。
從火山爆發那天起目擊者的描述顯示,距離爆發處90公里遠的地方都能聽到“噼啪的聲響,像炮火一樣嘈雜”。
火山噴發后,研究人員從湯加回收的火山灰顆粒也表明,巖漿和水之間存在劇烈的相互作用。奧克蘭大學地質工程師Joali Paredes-Mari?o在EGU會議上介紹說,當海水與巖漿接觸時,產生的沖擊波足以使粉碎這些顆粒。
此外,新西蘭國家水和大氣研究所(NIWA)的一支團隊也于4月份前往湯加火山考察,對其周圍海底的火山灰進行了取樣。分析結果表明,火山噴發后可能會產生了劇烈的火成碎屑流,以及滾燙的火山灰和熔巖流,它們從火山口傾瀉而下。
NIWA海洋地質學家、該研究航次負責人Kevin Mackay說,滾滾而來的熱灰將火山周圍的海底變成了一片白色沙漠,將“一切都夷為平地”。
火山噴發后,在海底蔓延數千公里的熱流“撕裂”了海底電纜,并為海嘯提供了動力,使其席卷了附近島嶼。
在海底,似乎沒有任何東西在暴發中幸存下來。研究人員正在對樣本進行分析,以確定損毀程度。
“我們認為那里甚至連細菌都沒剩下,這就是我們預估的沉積物的毒性。”Mackay說。