Co mają wspólnego erupcje wulkanów z odkryciami astronomicznymi?Czas czytania: 8 min

Wieści ze świata nauki to cykl tekstów skupiających się na najnowszych doniesieniach naukowo-badawczych z różnorodnych dziedzin. W tekstach tych omawiane są bieżące artykuły publikowane w prestiżowych czasopismach naukowych, a także ich znaczenie dla stanu współczesnej wiedzy. Powszechnie znana jest sentencja autorstwa Newtona, zgodnie z którą to, „co my wiemy, to tylko kropelka. Czego nie wiemy, to cały ocean.” Celem tekstów publikowanych w tym dziale jest przybliżenie czytelnikom właśnie tych kropelek.

W dniu 15 stycznia 2022 roku doszło do erupcji wulkanu w archipelagu Tonga, leżącego w Polinezji na południowym Pacyfiku. Tonga leży w jednej trzeciej drogi pomiędzy Nową Zelandią a Hawajami, na południe od Samoa i na wschód od Fidżi. Mimo ogromnej odległości ciśnienie powietrza po erupcji dotarło nawet do Polski, co zostało zaobserwowane w szeregach czasowych ciśnienia atmosferycznego, które odnotowały barometry stacji meteorologicznych m.in. na Kasprowym Wierchu, na Śnieżce oraz w Kielcach¹.

Najgłośniejsze wydarzenie na Ziemi w ciągu ostatnich 100 lat

Erupcja podwodnego wulkanu Hunga Tonga-Hunga Ha’apai w pobliżu Tonga osiągnęła siłę równą 10 megatonom trotylu, co oznacza, że była 500 razy potężniejsza od wybuchu bomby zrzuconej na Hiroszimę w 1945 roku i wywołała ogromną falę tsunami, która dotarła nawet do wybrzeży Japonii². Fala tsunami o wysokości 1,2 metra dotarła nawet do stolicy Tonga – Nukualofa, a wyspy w pobliżu wulkanu zostały zasypane znaczną ilością popiołu wulkanicznego.

Ostatnia znana erupcja wulkaniczna miała miejsce we wrześniu 2021 roku na wyspie La Palma na Wyspach Kanaryjskich³, jednak jej przebieg był bardzo łagodny. Jedna z najgłośniejszych ostatnich eksplozji wulkanicznych o randze kataklizmu miała miejsce w 1991 roku na Filipinach. Erupcja wulkanu Pinatubo na wyspie Luzon przyniosła wówczas katastrofalne skutki wywołane opadami popiołu, bombami wulkanicznymi czy spływami popiołowymi⁴. Wybuch Hunga Tonga-Hunga Ha’apai był najpotężniejszą erupcją, jakiej doświadczyła Ziemia od czasu erupcji Pinatubo, a moc eksplozji znacznie przekroczyła tę z 1991 roku. Istotnym skutkiem, na który zwraca się uwagę, była ogromna chmura popiołu składająca się z 400 000 ton dwutlenku siarki, która wzniosła się na wysokość prawie 40 kilometrów. Jej rozmiary mogą doprowadzić do zmian klimatycznych, co jest obecnie przedmiotem dyskusji wśród naukowców⁵. Szacuje się, że opady popiołu oraz fala tsunami dotknęły 84% populacji Tonga. Straty spowodowane erupcją wulkany nie zostały jeszcze dokładnie oszacowane⁶.

Ostatnia tak wielka eksplozja wulkanu Hunga Tonga-Hunga Ha’apai miała miejsce w 1100 roku. Geolodzy badający historię tego wulkanu zapisaną w warstwach stwardniałego popiołu oraz fragmentach pumeksu wulkanicznego, twierdzą, że wulkan ten miał tendencję do erupcji przeciętnie co tysiąc lat, ale niemal zawsze przejawiały się one w serii wybuchów, a nie tylko w jednym, jak to miało miejsce w tym przypadku. Geolodzy zauważają jednak, że tym razem mogło być inaczej, zwłaszcza że tegoroczna erupcja była wyjątkowo silna⁷.

Erupcja wulkanu Hunga Tonga-Hunga Ha’apai, oprócz fali tsunami oraz chmur popiołu, wywołała także ogromną falę uderzeniową, układającą się w koncentryczne wzory, nazywane atmosferycznymi falami grawitacyjnymi. Intensywność, siła i gwałtowność tej eksplozji skłania naukowców do prób badania jej śladów również w przestrzeni kosmicznej⁸.

Znaczenie erupcji wulkanicznych dla nauki

Do erupcji wulkanów dochodzi od milionów lat. Choć niemal każda większa erupcja wiąże się nieubłaganie z katastrofalnymi konsekwencjami, to jednak samo zjawisko, jako przedmiot badań naukowych, okazuje się w niesamowity sposób ubogacać naszą wiedzę. Dowiadujemy się bowiem między innymi, że to właśnie aktywność wulkaniczna mogła wpłynąć na trajektorię rozwoju życia na Ziemi, np. na umożliwienie dinozaurom dominacji w świecie istot żywych, a także umożliwiła ludzkości obserwowanie aktywności sejsmicznej⁹. Również dzięki aktywności wulkanicznej możemy obserwować wiele skamielin, nawet sprzed setek milionów lat¹⁰.

Nie inaczej jest z erupcją wulkanu Hunga Tonga-Hunga Ha’apai. Eksplozja ta z pewnością pozostawi po sobie ślady na tysiące, a nawet miliony lat, które będą zapisane w warstwach stwardniałego popiołu oraz pumeksach wulkanicznych (porowatych materiałach piroklastycznych), a także na przykład w postaci skamielin organizmów roślinnych. Tegoroczna erupcja ma duże znaczenie dla rozwoju wiedzy naukowej. Co zaskakujące, nie dotyczy to tylko geologii czy fizyki atmosfery, ale również astronomii. Okazuje się bowiem, że zjawiska erozyjne i geologia wyspy położonej na podwodnym wulkanie Hunga Tonga-Hunga Ha’apai może nam wiele powiedzieć o budowie i historii innych planet skalistych w Układzie Słonecznym. Już w 2017 roku zwrócono uwagę, że cykl życia wspomnianej wyspy może pomóc naukowcom lepiej zrozumieć historię Marsa, bowiem znalezienie podobnych wzorców erozji na marsjańskich wulkanach najprawdopodobniej pozwoli naukowcom zrozumieć, czy erupcje te mogły mieć miejsce w oceanie, który już nie występuje¹¹. Mogłoby to wiele powiedzieć na temat hydrologicznej historii Marsa, o której mówi się we współczesnej nauce.

W artykule opublikowanym na portalu „Nature News” zatytułowanym How the Tonga Eruption Is Helping Space Scientists Understand Mars [Jak erupcja Tonga pomaga naukowcom badającym kosmos w zrozumieniu Marsa], autor zauważa, że erupcja wulkanu w Tonga może pomóc w zrozumieniu, w jaki sposób uformowały się struktury powierzchni Marsa i Wenus. Planetolodzy i wulkanolodzy badają bowiem między innymi interakcję wody i lawy, które potencjalnie mogły mieć miejsce na Marsie oraz w innych miejscach Układu Słonecznego. Naukowcy chcą wykorzystać tę wiedzę, aby zrozumieć, jak małe stożkowe wulkany odkryte na Marsie mogły powstać w obecności wody miliardy lat temu. Jak zauważa Joseph Michalski, planetolog z Uniwersytetu w Hongkongu, środowisko morskie w pewnych aspektach przypomina warunki niskiej grawitacji na małych planetach, takich jak Wenus i Mars, dlatego też badania te mogą rzucić światło na cechy marsjańskich wulkanów uformowanych w niższej grawitacji¹².

Choć po erupcji większość wyspy Hunga Tonga-Hunga Ha’apai zniknęła, to aktualnie zespoły z całego świata monitorują jej pozostałości za pomocą satelitów optycznych, radarowych oraz laserowych, aby jeszcze lepiej poznać ziemską geologię oraz móc odnieść te obserwacje do odkryć astronomii, a także aby zwiększyć możliwości lepszego przewidywania toku podobnych wydarzeń w przyszłości.

Bartosz Bagrowski

Źródło zdjęcia: Pixabay

Ikonka cyklu: Pixabay

Ostatnia aktualizacja strony: 06.02.2022

Literatura: