اكتشف الباحثون إشارة زلزالية فريدة من نوعها قبل ثوران بركان هونغاتونجا-هونغاهاباي في يناير 2022، والتي قد توفر إنذارا مبكرا للانفجارات البركانية البحرية. ومن خلال تحليل موجات رايلي المكتشفة على بعد 750 كيلومترا، يعتقد العلماء أن الشقوق في القشرة الأرضية تسببت في اختلاط مياه البحر مع الصهارة، مما أدى إلى حدوث ثورانات بركانية.
موجات الزلازل تصدر الإنذار المبكر
قبل 15 دقيقة فقط من ثوران بركان هونجا تونغا-هونغاهاباي الضخم في يناير/كانون الثاني 2022، سجلت محطتان للمراقبة عن بعد موجات زلزالية. ويعتقد الباحثون الآن أن هذه الإشارات المبكرة يمكن أن تساعد في التنبؤ بانفجارات مماثلة في براكين محيطية نائية أخرى.
ووفقا للباحثين، فمن المرجح أن تكون الموجات الزلزالية ناجمة عن تمزقات في المناطق الضعيفة من القشرة المحيطية تحت جدران الحفرة. يسمح هذا الكسر لمياه البحر والصهارة بالاختلاط في المساحة الموجودة فوق حجرة الصهارة تحت الأرض في البركان، مما يؤدي إلى تفاعل انفجاري قوي يؤدي إلى ثوران بركاني.
وتقدم الدراسة، التي نشرت في مجلة Geophysical Research Letters، رؤى جديدة حول علامات الإنذار المبكر للانفجارات البركانية. المجلة هي منشور عام صادر عن الاتحاد الجيوفيزيائي الأمريكي وتنشر تقارير عالية التأثير ترتبط ارتباطًا وثيقًا بعلوم الأرض والفضاء.
إمكانية الحد من الكوارث
تعتمد النتائج على العمل السابق الذي قام به الباحثون الذين يراقبون البراكين النائية. وفي هذه الحالة، تم اكتشاف موجات رايلي (نوع من الموجات الزلزالية التي تتحرك عبر سطح الأرض) على بعد 750 كيلومترًا (حوالي 466 ميلًا) من البركان.
وقالت مي إيشيهارا، عالمة البراكين في جامعة طوكيو والمؤلفة المشاركة في الدراسة: "الإنذارات المبكرة مهمة للغاية للحد من الكوارث. يمكن أن تؤدي براكين الجزر إلى حدوث موجات تسونامي، وهو خطر كبير".
مقدمة صامتة لثوران عنيف
هونجا تونجا هونجا هاباي هو بركان بحري يقع في غرب المحيط الهادئ في مملكة تونجا. ويتشكل الجبل البحري عندما تنغرس صفيحة المحيط الهادئ تحت الصفيحة الأسترالية، وهي عملية تولد الصهارة وتسبب الانفجارات البركانية.
وفي 15 يناير 2022، ثار البركان بقوة قياسية، حيث ضخ 58 ألف حمام سباحة أولمبي من بخار الماء إلى طبقة الستراتوسفير، مما أدى إلى عاصفة رعدية غير مسبوقة وتسبب في حدوث تسونامي. وقد سبق الثوران الهائل ثوران أصغر في 14 يناير، وسبقه شهر من النشاط البركاني.
لا يزال الباحثون يناقشون الوقت المحدد لبدء الثوران، على الرغم من أن معظمهم يتفقون على أنه بدأ بعد وقت قصير من الساعة 4:00 بالتوقيت العالمي. تشير الأبحاث الجديدة إلى أن موجات رايلي تبدأ حوالي الساعة 3:45 بالتوقيت العالمي.
كشف موجة رايلي
استخدم الباحثون البيانات السيزمية لتحليل موجات رايلي، التي اكتشفتها الأجهزة الموجودة في محطات الزلازل في جزر فيجي وفوتونا ولكن لم يشعر بها البشر. في حين أن موجات رايلي هي سمة شائعة للانفجارات البركانية والزلازل، يعتقد الباحثون أن الموجات تمثل حدثًا تمهيديًا وقد تكون سببًا لثورات بركانية واسعة النطاق.
وقال تاكورو هوريوتشي، المؤلف الرئيسي للدراسة وطالب دراسات عليا في علم البراكين بجامعة طوكيو: "العديد من الانفجارات البركانية يسبقها نشاط زلزالي". "ومع ذلك، فإن هذه الإشارة الزلزالية ضعيفة ولا يمكن اكتشافها إلا على بعد بضعة كيلومترات حول البركان. وفي المقابل، قطعت هذه الإشارة الزلزالية مسافة طويلة، مما يشير إلى أن هذا كان حدثًا زلزاليًا ضخمًا. ونعتقد أن الحركات الكبيرة بشكل غير طبيعي بدأت كمقدمات".
سر الجبال البحرية
قد لا يعرف العلماء أبدًا سبب هذا الانفجار الضخم الذي "يشكل الحفرة"، لكن إيتشيهارا يعتقد أن العملية لم تحدث على الفور. بدلًا من ذلك، تعتقد أن هذا الحدث السابق كان بداية العمليات تحت الأرض التي أدت في النهاية إلى الانفجارات البركانية.
لكن تحديد أصل هذه الانفجارات العملاقة النادرة أمر صعب. وقال إيتشيهارا: "لقد لوحظ عدد قليل جدًا من الانفجارات التي تشكل الحفر، كما شوهد عدد أقل من الانفجارات التي تشكل الحفر في المحيط". "وهذا يعطي فرضية واحدة للعملية التي تؤدي إلى تشكيل الحفرة، لكنني لن أقول إنها الفرضية الوحيدة."
وبغض النظر عن ذلك، فإن الكشف عن إشارة مبكرة للثوران يمكن أن يمنح الدول الجزرية والمناطق الساحلية وقتًا أكثر قيمة للاستعداد في مواجهة تسونامي وشيك - حتى لو لم يكن من الممكن الشعور بالإشارة على السطح.
"لم نتوقع استخدام طريقة التحليل هذه في الوقت الفعلي أثناء ثوران بركاني. ولكن ربما في المرة القادمة التي يحدث فيها ثوران كبير تحت الماء، يمكن للمراصد المحلية التعرف عليه في البيانات."
تم تجميعها من /ScitechDaily