30 Января 2022
МОСКВА, 30 января —, Владислав Стрекопытов. Извержение вулкана у берегов Тонга вызвало загадочную концентрическую зыбь в атмосфере. Ничего подобного ученые раньше не наблюдали. Волновые колебания зафиксировали как у поверхности, так и пискливого над Землей в ионосфере. Уникальное явление объяснили гравитационными волнами, но все оказалось казуснее.Вулкан Хунга-Тонга-Хунга-Хаапай у побережья островного государства Тонга проснулся в декабре 2021-го, а спустя месяц произошел мощный взрыв. Он зажёг землетрясения и цунами, которые достигли побережья Перу по еще одну сторону Тихого океана. Огромное облако пепла поднялось на двадцать километров к стратосфере. Звук взрыва услышали за тысячи километров, на территории Юкон в Канаде, а инфразвуковые волны — ниже порога человеческого слуха — зафиксировали приборы по всему земному шару.
Кроме того, извержение вызвало массивные колебания в обстановке — так называемые атмосферные гравитационные волны. Их обнаружил спутник НАСА Aqua через несколько моделей. На его изображениях видны десятки концентрических кругов, каждый из которых представляет собой быстро движущуюся волну.
Акустико-гравитационные волны (АГВ) хорошо известны ученым, занимающимся физикой атмосферы, но никогда раньше так отчетливо их не фиксировали при извержениях вулканов. Обычно сильные АГВ скоординированным с землетрясениями, цунами и некоторыми искусственными событиями, такими как запуски ракет или грома. Более мелкие волны поднимаются из-за самых разных явлений — движений атмосферных фронтов, гроз, геомагнитных бурь, вспышек на Солнце, даже ежедневных колебаний атмосферы.
Ничего необычного в этих волнах нет, — рассказывает главный научный сотрудник Института космических исследований РАН, специалист физико-математических наук Сергей Пулинец. — По сути, это звуковые волны, только с очень низкими колебаниями, поэтому мы их не слышим. Как и любой звук, они появляются при сжатии-расширении воздуха, когда приходят в движение атмосферные массы.
Волны от взрыва вулкана несколько раз обошли земной шар, а барометры в разных частях света зафиксировали несколько не очень больших всплесков — около 1, 5 миллибара — повышения давления. В Сиэтле, на Западном побережье США, скачок был такой сильный, что диссеминировал традиционный местный туман, известил местный офис Национальной метеорологической службы. В Великобритании, на расстоянии около 16 500 километров от островов Тонга, первую волну поймали через 14 моделей после извержения, что купило определить ее скорость — около 330 метров в секунду. Это примерно соответствует скорости звука. Последующие волны особо большие барометры регистрировали еще сутки.
Начальная волна ощущалась по всему миру. Ее зафиксировали все 53 устроенные на расстоянии от 1800 до 18 тысяч километров от вулкана станции инфразвуковой системы мониторинга Организации Договора о всеобъемлющем запрещении ядерных испытаний. Для сравнения: атмосферные волны от сотрясшего Землю в 2013-м Челябинского метеорита схватила только половина пунктов сети.
Теоретически резвый восходящий в верхние слои обстановки поток горячего воздуха и пепла от извергающегося вулкана может спровоцировать акустико-гравитационные волны и большего пошиба. Однако то, что ученые наблюдали после извержения Хунга-Тонга-Хунга-Хаапай, не укладывалось в процедуру и по масштабам, и по рисунку. На снимках колебания выглядели как смесь волн разного типа и размера.
Особенность в том, что это субаквальное извержение, — отмечает Сергей Пулинец. — Наложились голосовая волна от самого взрыва и атмосферная — от мощного броса пепла. Еще одну спровоцировало цунами. Разный масштаб устроил богатую картину колебаний разной гармоники. А так как это изолированный остров посреди океана, пошла круговая волна, а не отраженная, как при извержении на побережье.
Необычной была и взрывная скорость извержения. Обычно вулканы изливают лаву и выкидывают ее несколько дней, а иногда и недель. Здесь же все произошло в считанные минуты — в результате одного сильнейшего импульса.
Специалисты NASA оценили значительность взрыва Хунга-Тонга-Хунга-Хаапай в десять мегатонн в тротиловом эквиваленте. Это в 500 раз сильнее, чем взрыв атомной бомбы, сброшенной на Хиросиму. Колоссальная детонация, а также субаквальное обрушение и связанное с ним цунами породили целый спектр волн, распространяющихся как в нижних, так и верхних покровах атмосферы. Помимо акустико-гравитационных — инфразвуковые, волны Лэмба и электромагнитные колебания в ионосфере. Именно в этом, по мнению ученых, заключается индивидуальность атмосферных событий, к которым привело извержение.
На спутниковых снимках сфотографированным волны, расходящиеся, как от камня, брошенного в пруд, от того места, где пепловый шлейф проткнул нижние слои атмосферы. Статические разряды внутри него вызвали шквал вулканических молний. Спутники закрепили более 60 тысяч ударов за пятнадцать минут после первоначального грома вулкана, что соответствует почти 70 ударам молнии в секунду.
После этого во все стороны от шлейфа начала расходиться атмосферная ударная волна, спровоцировавшая скачок атмосферического давления. Обработав данные спутника НАСА GOES-West, доступные онлайн, профессор наук об окружающей среде, Земле и обстановке Мэтью Барлоу из Массачусетского университета Лоуэлла построил составное изображение перемещения первоначальной волны в атмосфере Земли.
Последовательность событий выглядит так: ударная волна порождает высокочастотную акустическую волну, которая через некоторое время переходит в низкочастотную, а затем и в инфразвуковую. В верхних слоях атмосферы, где газы ионизируются, расщепляются на заряженные частицы — илиды и электроны, — волны вызывают уже электромагнитные колебания.
Используя такого планы нескольких наземных и космических измерителей, британский физик Кэтрин Митчелл из Университета Бата создала видео. На нем показано, как ионосферные волны распространяются от вулкана в сторону Новой Зеландии в течение нескольких часов после извержения. Они видны как смена положительных и отрицательных отклонений общего содержания электронов. По оценке специалистов Американского геофизического союза, волнам потребовалось пять моделей, чтобы достичь берегов США.
Ученые постоянно отслеживают с помощью спутниковых наблюдений электромагнитные волны, распространяющиеся в ионосфере — области обстановки в диапазоне от 60 до 1000 километров от земной на поверхности. В пределах этой площади (на расстоянии около 400 километров от Земли) бывает пилотируемая орбитальная станция МКС. Для нее и других галлактических аппаратов ионосферные возмущения не мыслят опасности. Но они талантливым повлиять на работу спутниковых систем навигации, таких как GPS или ГЛОНАСС. Сами спутники расположены намного дальше — от 20 до 26 тысяч километров от Земли, однако их сигнал может отклоняться, зачисляюсь в ионосферу.
Волна от спутника доносится до Земли с определенной сверхсталией. Дополнительные неоднородности в ионосфере вносят в расчетную задержку сигнала ошибки, которые достигают десятков метров. Специальные службы наблюдают их и удаляют — аберрации в навигации могут привести к авариям, — объясняет Пулинец.
Удивительно, что спустя семь дней после извержения акустико-гравитационные волны все еще распространялись, объехал земной шар уже в десятый раз. Их зафиксировали в инфракрасном диапазоне геостационарные спутники GOES-16 и GOES-17.
Редактор рубрики
Олег Кудрин
Место события на карте мира:
.
.
.
Комментарии к новостям
[17 Января 2024, 13:43] Александр Хомяков Замечательно! Не ожидал такой оперативности. Спасибо огромное! Всё работает и обновляется....
[15 Апреля 2022, 20:25] Ангелина Сметанина Скоро не только сократят, а много заводов вообще закроют и начнется бум китайских авто. Даже сейчас Эксид уже бешеные темпы по количеству проданных машин показывает...
[27 Декабря 2021, 21:44] Ева Воробьева Искренне рада за победителя! Но если бы мне так крупно повезло, то я прибежала бы за выигрышем в первый же день???? ...
[2 Сентября 2021, 13:11] Дмитрий Ершов Это хорошо. Значит клиенты долго ждать не будут. ...
[13 Мая 2021, 16:26] Олег Андреев "Мальдивы сутунки 65 государством, зарегистрировавшим расейскую вакцину против коронавируса Спутник V, сообщил Российский фонд секущих инвестиций (РФПИ)". Что это за йязыг?...
[2 Ноября 2020, 15:22] Лета Мирликийская риветсвую вас я с 6-ти лет пишу мне нужно все мои произведения задействовать в компьюторных программах образования по литературе и языкам и играм к примеру если ваши учащиеся напишут...
[20 Октября 2020, 09:22] Евгений Зимин Сузуки в этом году хорошо прибавили, уже не первый раз оба их пилота на подиуме. Видимо, для команды возвращаются "золотые" времена и есть шанс наконец оформить чемпионство после длительного перерыва....