Ez a hurkolt videó a Hunga Tonga-Hunga Ha’apai vulkán 2022. január 15-i víz alatti kitörése által generált esernyőfelhőt mutatja be. A GOES-17 műhold azt a képsort rögzítette, amelyen félhold alakú lökéshullámok és villámcsapások is láthatók. Köszönetnyilvánítás: Joshua Stevens NASA Earth Observatory képe a GOES képekkel a NOAA és a NESDIS jóvoltából
A példátlan mennyiségű vízgőz a légkörbe lökött ki, amint azt a
“Ilyet még soha nem láttunk” – mondta Luis Millán, a NASA dél-kaliforniai Jet Propulsion Laboratory légkörkutatója. Egy közelmúltban végzett tanulmányt vezetett a Tonga vulkán által a sztratoszférába, a Föld felszíne feletti 12 és 53 kilométeres légköri rétegbe fecskendezett vízgőz mennyiségéről.
Ezen a műholdfelvételen egy érintetlen Hunga Tonga-Hunga Ha’apai látható 2015 áprilisában, évekkel azelőtt, hogy 2022 januárjában egy robbanásszerű víz alatti vulkánkitörés elpusztította a polinéz sziget nagy részét. Köszönetnyilvánítás: Jesse Allen NASA Earth Observatory képe, a US Geological Survey Landsat adatai alapján
Kiadva Geofizikai felmérés leveleiMillán és munkatársai tanulmánya szerint a Tonga kitörése hihetetlen, 146 teragramm (1 teragramm trillió grammnak felel meg) vízgőzt juttatott a Föld sztratoszférájába. Ez a mennyiség a légköri rétegben már jelen lévő víz 10%-ának felel meg. Ez csaknem négyszerese annak a vízgőznek, amelyet a tudósok a Pinatubo-hegy 1991-es kitöréséből származó sztratoszférában becsülnek.
– Még soha nem láttunk ehhez hasonlót. — Luis Millan
Millán a NASA Aura műholdján lévő Microwave Limb Sounder (MLS) műszer adatait elemezte, amely légköri gázokat, köztük vízgőzt és ózont mér. A Tonga vulkán kitörése után az MLS csapata olyan vízgőz-leolvasásokat kezdett látni, amelyek nem szerepeltek a térképeken. “Gondosan meg kellett vizsgálnunk a csóvában lévő összes mérést, hogy megbizonyosodjunk arról, hogy azok megbízhatóak” – mondta Millán.
Maradandó benyomás
A vulkánkitörések ritkán juttatnak sok vizet a sztratoszférába. A NASA méréseinek 18 éve alatt csak két másik kitörés – a 2008-as alaszkai Kasatochi esemény és a 2015-ös chilei Calbuco kitörés – juttatott jelentős mennyiségű vízgőzt ilyen magasra. De ezek csak csúszások voltak a tongai eseményhez képest, és mindkét korábbi kitörésből származó vízgőz gyorsan eloszlott. Ezzel szemben a Tonga vulkán által befecskendezett felesleges vízgőz több évig is a sztratoszférában maradhat.
Egy 2022. január 16-i képen a Hunga Tonga-Hunga Ha’apai előző nap történt vulkánkitörés hamucsóva látható. Egy űrhajós fényképezte le a csóvát a Nemzetközi Űrállomásról. Köszönetnyilvánítás: NASA
Ez az extra vízgőz hatással lehet a légkör kémiájára, stimulálva bizonyos kémiai reakciókat, amelyek átmenetileg súlyosbíthatják az ózonréteg károsodását. A felület hőmérsékletét is befolyásolhatja. A hatalmas vulkánkitörések, mint például a Krakatoa és a Pinatubo-hegy, jellemzően lehűtik a Föld felszínét azáltal, hogy gázokat, port és hamut bocsátanak ki, amelyek visszaverik a napfényt az űrbe. Ezzel szemben a Tonga vulkán nem fecskendezett nagy mennyiségű aeroszolt a sztratoszférába, és a kitörésből származó hatalmas mennyiségű vízgőznek kicsi, átmeneti melegítő hatása lehet, mivel a vízgőz megfogja a hőt. A hatás eltűnne, amikor a többlet vízgőz spirálszerűen kiszáll a sztratoszférából, és nem lenne elég ahhoz, hogy észrevehetően rontsa a klímaváltozás hatásait.
A sztratoszférába fecskendezett vízmennyiség valószínűleg csak azért volt lehetséges, mert a víz alatti vulkán kalderája – egy medence alakú mélyedés, amely általában a magma kitörése vagy a vulkán alatti sekély kamrából való kifolyása után alakul ki – éppen a megfelelő mélységben van az óceánban: kb. 490 láb (150 méter) lefelé. Ha sekélyebb lenne, nem lenne elég a kitörő magma által túlhevített tengervíz ahhoz, hogy megszámolja a Millán és munkatársai által látott sztratoszférikus vízgőz-leolvasásokat. Még mélyebben az óceán mélyén uralkodó hatalmas nyomás tompíthatta volna a kitörést.
Az MLS műszert jól elhelyezték a vízpára észlelésére, mivel érzékeli a Föld légköréből kibocsátott természetes mikrohullámú jeleket. Ezeknek a jeleknek a mérésével az MLS „átlát” olyan akadályokon, mint például a hamufelhők, amelyek elvakíthatják a sztratoszférában lévő vízgőzt mérő más műszereket. “Az MLS volt az egyetlen olyan műszer, amelynek elég sűrű burkolata volt, hogy felfogja a vízgőzcsóvát, ahogy történt, és az egyetlen, amelyet nem érintett a vulkán által kibocsátott hamu” – mondta Millán.
Hivatkozás: „The Hunga Tonga-Hunga Ha’apai Hydration of the Stratosphere”, L. Millán, ML Santee, A. Lambert, NJ Livesey, F. Werner, MJ Schwartz, HC Pumphrey, GL Manney, Y. Wang, H. Su, L. Wu, WG Read és L. Froidevaux, 2022. július 1., Geofizikai felmérés levelei.
DOI: 10.1029/2022GL099381
Az MLS műszert tervezték és gyártották: