V lednu 2022 svět zažil jednu z nejničivějších sopečných erupcí moderní historie. Podmořská sopka Hunga Tonga-Hunga Ha'apai, nacházející se v Tichém oceánu, vybuchla s obrovskou silou. Během několika minut vystoupal sloupec sopečného prachu, vody a plynů do rekordní výšky přes 57 kilometrů. Nová studie odhaluje, že 15 minut před samotným výbuchem proběhla tajemná událost v podobě seismické vlny.
Seismologové z Tokijské univerzity analyzovali data z měřicích stanic vzdálených přes 750 kilometrů od sopky a identifikovali takzvanou Rayleighovu vlnu. Tento typ seismické vlny se pohybuje v kůře planety po jejím povrchu a běžně doprovází zemětřesení a erupce.
Rayleighova vlna
V případě výbuchu sopky Tonga byla amplituda Rayleighovy vlny podobná zemětřesení o síle 4,9 stupně Richterovy škály, avšak na povrchu nebyly viditelné žádné známky aktivity. Její detekce poukazuje na přítomnost procesů odehrávajících se hluboko pod povrchem, které předcházely samotné erupci.
Vědci dospěli k závěru, že Rayleighova vlna vznikla prasknutím slabého místa v zemské kůře v oblasti sopečné kaldery. Konkrétně se jednalo o slabé kruhové zóny nízké hustoty pod kalderou, které byly detekovány satelitním měřením. K samotnému prasknutí došlo v důsledku kumulace tlaku magmatu v těsně uzavřené hornině.
Schematický řez HTHH před erupcí 15. ledna.
Tato prasklina umožnila průnik mořské vody, která se dostala do kontaktu s magmatem, což vyústilo v explozivní reakci. Právě tento proces (průnik vody, expanze páry a trhání kaldery) mohl spustit sérii událostí, jež vyústily v gigantickou erupci. Vysvětluje to také, proč k vytvoření vlny došlo bez viditelného povrchového varování.
Objev otevírá nové možnosti detekce
Podmořské sopky představují specifický typ vulkanické aktivity, který je mnohdy skryt před zraky vědců. Ačkoliv se většina vulkanické činnosti odehrává pod hladinou moře, její dopady mohou být globální. Erupce sopky Tonga vyvolala tsunami, které zasáhly pobřeží až 10 tisíc kilometrů daleko, vypustila do stratosféry rekordní množství vodní páry (146 milionů tun) a narušila atmosférické podmínky na celé planetě.
Objev Rayleighovy vlny otevírá možnost vylepšení systému včasného varování; její detekce v reálném čase by umožnila včas evakuovat ohrožené oblasti. Vědci zdůrazňují, že i vzdálené stanice mohou hrát zásadní roli při sledování podmořských sopek, kde není možné přímé monitorování.
Detekce Rayleighových vln před výbuchem sopky Tonga přinesla nový pohled na možnost predikce podobných katastrof. Výzkum zároveň ukázal, že pochopení podmořských sopek vyžaduje kombinaci moderních technologií, satelitního snímkování a globálních seismických sítí.
Jsou zde určitá „ale“
Poměrně zásadní je skutečnost, že během erupce sopky Hunga Tonga-Hunga Ha'apai nefungovaly žádné blízké seismické stanice. Veškerá data proto pocházela z měřicích stanic vzdálených více než 750 kilometrů. Tato vzdálenost omezuje přesnost měření a znemožňuje detailnější pochopení procesů, které se odehrávaly přímo v okolí sopky.
Výsledky studie jsou založeny na nepřímých měřeních, jako jsou Rayleighovy vlny a jejich analýza. Přestože tyto vlny poskytují cenné informace, bez přímých pozorování nebo měření v blízkosti sopky zůstává přesný mechanismus vzniku těchto vln pouze teoretický.
Studie identifikovala pravděpodobný mechanismus prasknutí zemské kůry a interakce magmatu s vodou, ale nemůže tento scénář potvrdit jako jediný možný. Autoři sami uznávají, že pro tento typ podmořských erupcí existuje jen málo příkladů, a proto nelze zobecňovat jejich výsledky na jiné sopky.
Výsledky vědeckého bádání byly publikovány 4. listopadu v odborném časopise Geophysical Research Letters. Jde o jeden z nejcitovanějších časopisů v oboru geofyziky, který pokrývá atmosférické, oceánské, seismické, klimatické a vesmírné vědy. Přísné recenzní řízení zaručuje vědeckou kvalitu, důvěryhodnost a relevanci publikovaných studií.
Zdroje: agupubs.onlinelibrary.wiley.com, studyfinds.org, sciencealert.com, geologypage.com.