Doctor Aleksandr Sorokin and programming engineer Vasily Dobrynin from the Institute of Solar-Terrestrial Physics SB RAS recorded and analyzed the atmospheric effect of the most powerful volcanic eruption in the last 100 years. The results of their work are summarized in an article published in an article published in the first issue of the 2024 journal Solar-Terrestrial Physics.

Сильное извержение вулкана Хунга Тонга, произошедшее в юго-западной части Тихого океана 15 января 2022 года, сопровождалось выбросом большого количества продуктов извержения и образованием широкого набора различных волн, включая волны Лэмба, внутренние гравитационные волны и инфразвук. Эффекты распространения этих волн регистрировались по всему миру разными датчиками: сейсмическими, акустическими, системами GNSS-радиозондирования и предупреждения цунами. Акустический отклик в атмосфере от далекого извержения также зафиксировали приборы инфразвуковой станции ИСЗФ СО РАН.

— Был зарегистрирован акустический сигнал сложной структуры, совпадающий с ранее известными волновыми формами от мощных ядерных взрывов, падения Тунгусского метеорита, а также видом акустического сигнала от извержения Хунга Тонга, представленном в работах других авторов, — пояснил Александр Сорокин.

Кроме того, ученые выявили характерную временную последовательность трех групп сигналов в головной части пришедшей волны. Эта последовательность может быть связана с тремя стадиями, характерными для сильнейших подводных извержений:

— Сильный взрыв привел к разрушению острова Хунга Тонга и образовал огромную подводную кальдеру, – отметил Василий Добрынин. – Это подтверждают космические снимки, на которых зафиксирован неразрушенный остров за неделю до извержения и разрушенный сразу же после извержения. В результате огромные массы воды хлынули в кальдеру и жерло вулкана, где их соприкосновение с раскаленной до 1000 градусов магмой могло породить второй взрыв, тоже достаточно мощный. Поднимающийся столб из перегретого пара и частичек горной породы образует так называемую эруптивную колонну, которая также «гудит» на сверхнизких частотах.

Чтобы подтвердить глобальность такого явления, ученые сравнили акустические сигналы, полученные на инфразвуковой станции Геофизической обсерватории ИСЗФ СО РАН, расположенной в Тункинском районе Республики Бурятия, и вулканологической станции на Аляске, а также оценили средние скорости распространения сигналов на трассах.

— Анализ подобной сильной акустической волны позволяет понять, насколько благоприятны условия для ее распространения в атмосфере, что важно для понимания происходящих в ней процессов. Мы считаем, что в дальнейшем необходимо объединять данные, полученные с разных станций России, и развивать методику определения средних характеристик атмосферы по трассе распространения акустического сигнала, — подчеркнул Александр Сорокин.

Справка:

Извержение вулкана Хунга Тонга произошло между Австралией и Новой Зеландией, в расположении одноименного острова. Выбросы пепла достигали высот более 30 км, сильные взрывы были слышны по всей Новой Зеландии, в Канаде и на Аляске. Ближайшими по интенсивности являются извержения вулканов Кракатау (1883 г.) и Пинатубо (1991 г.).

Инфразвуковая станция ИСЗФ СО РАН представляет собой группу из трех микробарометров, расположенных в вершинах пространственного прямоугольного треугольника со стороной 500 метров и образующих интерферометр. Три независимых микробарометра фиксируют последовательные приходы акустической волны.