Исследовав донные отложения, образовавшиеся после взрыва вулкана Хунга-Тонга-Хунга-Хаапай, ученые обнаружили, что пирокластические продукты распространились под водой на расстояние свыше 100 километров. Данные о времени и протяженности повреждений телекоммуникационных кабелей показывают, что скорость разрушительного подводного потока достигала 121,8 километра в час. Об этом сообщают статьи (1, 2), опубликованные в Science.
Мощное взрывное извержение подводного вулкана Хунга-Тонга-Хунга-Хаапай, расположенного в архипелаге Тонга в южной части Тихого океана, произошло 15 января 2022 года. Оно подняло столб пепла и газа на 58 километров и породило цунами высотой до 90 метров. Отголосок извержения в виде волн Лэмба был зарегистрирован в Москве (об этом можно прочитать в нашем материале «Четыре сигнала Хунга-Тонга-Хунга-Хаапай»). В результате извержения Королевство Тонга лишилось внутренней и внешней связи по подводным телекоммуникационным кабелям, которые оказались оборваны. Первоначально считалось, что обрывы произошли из-за вызванных извержением локальных оползней.
Майкл Клэр (Michael Clare) из британского Национального океанографического центра и его коллеги из Австралии, Великобритании, Германии, Тонга и Новой Зеландии показали, что это не так. За повреждение кабелей ответственны подводные потоки пирокластических продуктов Хунга-Тонга-Хунга-Хаапай, признаки которых ученые нашли при анализе батиметрических данных и кернов, отобранных при бурении океанского дна вблизи острова. Эти потоки сошли по склонам вулканической постройки после обрушения эруптивной колонны ― пепло-газового столба, выброшенного взрывом.
Батиметрические данные показывают, что после извержения на участках наибольшей крутизны (около 45 градусов) до расстояния 9,2 километра от кальдеры появились области интенсивной эрозии ― промоины волнообразного профиля глубиной до 100 метров и шириной до двух километров. Объем изъятой из них породы оценивается в 3,5 кубических километра ― более половины пирокластического материала, рухнувшего на склоны Хунга-Тонга-Хунга-Хаапай (около шести кубических километров). С уменьшением крутизны весь этот материал стал отлагаться на дне: более крупнозернистый был обнаружен в кернах на расстоянии не менее 80 километров, мелкозернистый ― в 108 километрах от кальдеры. Он перекрывается слоем тонкодисперсного осадка, который Клэр с коллегами интерпретировали как результат последующего выпадения рассеянного в атмосфере пепла.
Ученые предположили, что сначала горячие лавины, скатившиеся по подводным склонам в нескольких направлениях, практически не отличались от наземного пирокластического потока. Они несли много тяжелого крупнозернистого материала и были насыщены газами и паром. Затем из-за смешивания с морской водой и охлаждения они приобрели свойства мутьевых потоков ― суспензии из воды и мелких частиц. Подводный кабель внутренней сети Тонга, проложенный в 15 километрах от Хунга-Тонга-Хунга-Хаапай, пострадал через 9–15 минут после взрыва. Он оказался поврежден на протяжении 105 километров. Расчетные скорости оборвавших его пирокластических лавин составили 63,5–105,8 и 73,1–121,8 километра в час. Преодолев около 70 километров по извилистым траекториям, потоки через 83–89 минут после взрыва достигли транстихоокеанского телекоммуникационного кабеля и повредили 89 километров его длины. Здесь скорость одной из лавин составляла от 47,2 до 50,7 километра в час, а другой ― 31,8–34,1 километра в час.
Столь быстрый сход подводных вулканокластических потоков (максимальная скорость около 70 километров в час была зарегистрирована для оползня у берегов Ньюфаундленда) связан, по мнению исследователей, с высокой крутизной склонов Хунга-Тонга-Хунга-Хаапай и почти отвесным обрушением эруптивной колонны. Авторы другой статьи, британские геологи Ребекка Уильямс (Rebecca Williams) из Университета Халла и Пит Роули (Pete Rowley) из Бристольского университета, указывают, что аналогичные признаки эрозии склонов обнаружены у некоторых других подводных вулканов, и они также могут быть интерпретированы как следы мощных взрывных извержений. Их изучение в рамках модели, предложенной Клэром и его коллегами, поможет точнее оценить риски при подводных и прибрежных извержениях.
Ранее N + 1 уже рассказывал о взрыве вулкана Хунга-Тонга-Хунга-Хаапай. Так, мы сообщали, что одним из последствий этого извержения может стать рост антарктической озоновой дыры.