За 15 минут до катастрофы: что вызвало извержение Тонга? Обнаружен новый сейсмический триггер

Извержение вулкана Хунга-Тонга-Хунга-Хаапай 15 января 2022 года стало одним из самых мощных за всю историю наблюдений. Его последствия ощущались по всему миру: от атмосферных волн, достигших ионосферы, до разрушительных цунами. Большинство исследований указывают на начало основной фазы извержения вскоре после 4:00 UTC. Но что происходило до этого рокового часа? Могло ли быть предупреждение, которое мир пропустил?

Группа ученых из Токийского университета решила заглянуть в «глухую» зону, предшествующую катастрофе. Отсутствие работающих сейсмических станций в самой Тонге заставило их обратиться к данным, собранным на Фиджи и Футуне — ближайших действующих станциях, расположенных более чем в 750 км от эпицентра. Это расстояние — огромный вызов для анализа слабых предвестников, затерянных в шуме сейсмической активности планеты.

Исследователи сфокусировались на волнах Рэлея — специфическом типе сейсмических волн, распространяющихся по поверхности Земли. Их уникальная особенность — ретроградное движение частиц, то есть движение по эллипсу против часовой стрелки. Этот «отпечаток» позволил ученым выделить волны Рэлея из общего сейсмического фона.

Анализ данных выявил удивительный факт: примерно за 15 минут до начала основной фазы извержения, станции на Фиджи и Футуне зарегистрировали волны Рэлея, исходящие именно из района Хунга-Тонга-Хунга-Хаапай. Этот «сейсмический шепот» вулкана оказался практически незамеченным на фоне других событий, но стал ключевым элементом в раскрытии тайны начала извержения.

Сравнивая полученные данные с записями землетрясения магнитудой 5.8, произошедшего непосредственно под вулканом во время извержения, ученые подтвердили, что источник волн Рэлея находился в том же районе. Более того, анализ спутниковых снимков показал отсутствие видимой поверхностной активности в момент появления этих волн. Это означает, что «шепот» вулкана был первым и единственным предвестником надвигающейся катастрофы.

На основе своих открытий ученые предложили новый сценарий развития событий. Они предположили, что под кальдерой вулкана существовала кольцевая зона пониженной плотности, которая служила каналом для выхода магматических газов. В какой-то момент этот канал оказался заблокирован, что привело к накоплению давления. В результате возникло напряжение, которое и вызвало появление волн Рэлея — «трещины» в сейсмическом молчании.

Этот «разлом» позволил магме и газам проникнуть в образовавшуюся трещину, куда в свою очередь хлынула морская вода. Взаимодействие магмы с водой привело к взрывному испарению, ставшему началом извержения. Дальнейшее распространение трещин по кольцевой зоне слабости привело к обрушению кальдеры и катастрофическому извержению.

Работа ученых из Токийского университета — яркий пример того, как тщательный анализ данных, собранных даже на значительном удалении от эпицентра, может раскрыть тайны природных катаклизмов. Это открытие не только проливает свет на механизмы извержения Хунга-Тонга-Хунга-Хаапай, но и дает надежду на разработку новых методов прогнозирования вулканической активности, способных спасти жизни и минимизировать ущерб от подобных катастроф.