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.
Erupcja Hunga Tonga-Hunga Ha’apai
W styczniu 2022 roku doszło do wybuchu wulkanu w archipelagu Tonga, w Polinezji na południowym Pacyfiku. Archipelag Tonga znajduje się w jednej trzeciej drogi z Nowej Zelandii do Hawajów. Na północ od Tonga znajduje się Samoa, natomiast na północny zachód – Fidżi. Mimo ogromnej odległości fala uderzeniowa, która powstała po erupcji, dała się zauważyć nawet w Polsce, co obserwowano na szeregach czasowych ciśnienia atmosferycznego, które odnotowały barometry stacji meteorologicznych między innymi na Kasprowym Wierchu, na Śnieżce oraz w Kielcach1. Erupcja podwodnego wulkanu Hunga Tonga-Hunga Ha’apai w pobliżu wysp Tonga osiągnęła siłę pięćset razy większą od wybuchu bomby zrzuconej na Hiroszimę w 1945 roku i wywołała ogromne tsunami. Fala tsunami o wysokości 1,2 m dotarła do stolicy Tonga Nukualofy, a wyspy w pobliżu wulkanu zostały zasypane znaczną ilością popiołu wulkanicznego. Tsunami dotarło także do wybrzeży Japonii2. Intensywność, siła i gwałtowność erupcji Hunga Tonga-Hunga Ha’apai sprawiły, że skutki fali uderzeniowej były widoczne nawet w przestrzeni kosmicznej3. Erupcja ta była już wcześniej szeroko opisywana na stronie „W Poszukiwaniu Projektu”4.
Megatsunami spowodowane erupcją
W kwietniu 2023 roku na łamach „Science Advances” ukazał się artykuł zatytułowany The 2022 Hunga-Tonga Megatsunami: Near-field Simulation of a Once-in-a-century Event [Megatsunami Hunga-Tonga z 2022 roku. Symulacja bliskiego pola dla zdarzenia mającego miejsce raz na sto lat]5, w którym autorzy szczegółowo omawiają konsekwencje erupcji Hunga Tonga-Hunga Ha’apai dla lądów, które oblewa Ocean Spokojny.
Erupcja wulkanu i towarzyszące jej trzęsienie ziemi były bezpośrednimi przyczynami megatsunami, które dotarło do wielu lądów nad Pacyfikiem. Naukowców zastanawiało jednak, dlaczego tak wielka erupcja i megatsunami poskutkowały relatywnie niewielką liczbą ofiar śmiertelnych, zamykającą się poniżej dziesięciu osób. Autorzy pracy opublikowanej na łamach „Science Advances” postanowili przeprowadzić symulację rozchodzenia się fali tsunami na podstawie dostępnych danych na temat ukształtowania terenu pod Oceanem Spokojnym oraz czasu detekcji sygnałów sejsmicznych w poszczególnych ośrodkach6.
Symulacja przedstawia rozchodzenie się fal tsunami w skali czasowej, obrazując wysokość fal zarejestrowaną w poszczególnych rejonach. Pokazuje też, że osiągające wysokość powyżej metra fale dotarły nawet do Stanów Zjednoczonych7. Dotarły one jednak nie tylko do wybrzeży Ameryki Północnej, ale również Ameryki Południowej. Mimo że w Peru woda podniosła się zaledwie o 60 cm, to jednak wystarczyło, aby spowodować śmierć dwóch osób. Choć sama fala nie była bezpośrednią przyczyną ich śmierci, to jednak podmyła teren i spowodowała jego osunięcie, co doprowadziło do ofiar śmiertelnych kilka tysięcy kilometrów od epicentrum erupcji8.
Co może zredukować skutki megatsunami?
Dla przykładu, w Nowej Zelandii, która znajduje się nieporównanie bliżej epicentrum erupcji niż Peru, nie zarejestrowano żadnych ofiar śmiertelnych. Symulacja pokazuje także, jak fale tsunami omijają niektóre wyspy na południowym Pacyfiku. Choć do Nukualofy dotarły fale powyżej metra, to jednak były one znacznie niższe niż można by się spodziewać, biorąc pod uwagę siłę erupcji oraz jej bliską odległość. Okazuje się, że tym, co uchroniło mieszkańców Tonga oraz wielu pobliskich wysp przed skutkami megatsunami, była rafa koralowa9.
Omawiane symulacje ilustrują, jak kilkunastometrowe, a nawet kilkudziesięciometrowe fale wypłycają się w miejscach, gdzie pod wodą jest rafa koralowa. Rafa pozwala bowiem na wytracenie energii piętrzącej się fali tsunami10.
Tym, co skutecznie przeciwdziała niszczycielskim skutkom tsunami jest zatem podwodna rafa, a nie wały naziemne. Choć z inżynieryjnego punktu widzenia stworzenie czegoś na wzór sztucznej rafy koralowej jest znacznie trudniejsze niż usypanie wałów, to jednak może to poskutkować znacznym zwiększeniem bezpieczeństwa w narażonych na tsunami rejonach11.
Bartosz Bagrowski
Źródło zdjęcia: Pixabay
Ikonka cyklu: Pixabay
Ostatnia aktualizacja strony: 2.7.2023
Przypisy
- Por. Centrum Geozagrożeń, Erupcja wulkaniczna w rejonie wysp Tonga, „Państwowy Instytut Geologiczny – Państwowy Instytut Badawczy”, 17 stycznia 2022 [dostęp 30 IV 2023].
- Por. Tonga Volcano: Eruption More Powerful than Atomic Bomb, NASA Says, „BBC News” 2022, January 24 [dostęp 30 IV 2023].
- Por. C. Gramling, What the Tonga Volcano’s Past Tells Us About What to Expect Next, „Science News” 2022, January 21 [dostęp 30 IV 2023]; D. Adam, Tonga Volcano Eruption Created Puzzling Ripples in Earth’s Atmosphere, „Nature News” 2022, January 18 [dostęp 30 IV 2023].
- Por. B. Bagrowski, Co mają wspólnego erupcje wulkanów z odkryciami astronomicznymi?, „W Poszukiwaniu Projektu”, 6 lutego 2022 [dostęp 30 IV 2023].
- Por. S.J. Purkis et al., The 2022 Hunga-Tonga Megatsunami: Near-field Simulation of a Once-in-a-century Event, „Science Advances” 2023, Vol. 9, No. 15, https://doi.org/10.1126/sciadv.adf5493.
- Por. tamże.
- Por. tamże.
- Por. Reuters, Two Drown in Peru as Abnormally Big Waves from Tonga Volcano Hit Coast, „The Guardian” 2022 [dostęp 30 IV 2023].
- Por. S.J. Purkis et al., The 2022 Hunga-Tonga Megatsunami.
- Por. tamże.
- Por. P. Maksymowicz, Geolodzy dokumentują, jak bogata w węgiel stopiona skała w górnym płaszczu ziemskim może wpływać na ruch fal sejsmicznych, „W Poszukiwaniu Projektu”, 11 października 2020 [dostęp 30 IV 2023]; B. Bagrowski, Związek pomiędzy trzęsieniami ziemi a podziemnymi sieciami transportu magmy, czyli o przełomie w prognozowaniu aktywności wulkanicznej, „W Poszukiwaniu Projektu”, 22 stycznia 2023 [dostęp 30 IV 2023].
Literatura:
1. Adam D., Tonga Volcano Eruption Created Puzzling Ripples in Earth’s Atmosphere, „Nature News” 2022, January 18 [dostęp 30 IV 2023].
2. Bagrowski B., Co mają wspólnego erupcje wulkanów z odkryciami astronomicznymi?, „W Poszukiwaniu Projektu”, 6 lutego 2022 [dostęp 30 IV 2023].
3. Bagrowski B., Związek pomiędzy trzęsieniami ziemi a podziemnymi sieciami transportu magmy, czyli o przełomie w prognozowaniu aktywności wulkanicznej, „W Poszukiwaniu Projektu”, 22 stycznia 2023 [dostęp 30 IV 2023].
4. Centrum Geozagrożeń, Erupcja wulkaniczna w rejonie wysp Tonga, „Państwowy Instytut Geologiczny – Państwowy Instytut Badawczy”, 17 stycznia 2022 [dostęp 30 IV 2023].
5. Gramling C., What the Tonga Volcano’s Past Tells Us About What to Expect Next, „Science News” 2022, January 21 [dostęp 30 IV 2023].
6. Maksymowicz P., Geolodzy dokumentują, jak bogata w węgiel stopiona skała w górnym płaszczu ziemskim może wpływać na ruch fal sejsmicznych, „W Poszukiwaniu Projektu”, 11 października 2020 [dostęp 30 IV 2023].
7. Purkis S.J. et al., The 2022 Hunga-Tonga Megatsunami: Near-field Simulation of a Once-in-a-century Event, „Science Advances” 2023, Vol. 9, No. 15, https://doi.org/10.1126/sciadv.adf5493.
8. Reuters, Two Drown in Peru as Abnormally Big Waves from Tonga Volcano Hit Coast, „The Guardian” 2022 [dostęp 30 IV 2023].
9. Tonga Volcano: Eruption More Powerful than Atomic Bomb, NASA Says, „BBC News” 2022, January 24 [dostęp 30 IV 2023].