火山爆发还引发了快速移动的海啸。
GOES-17 卫星捕捉到了 2022 年 1 月 15 日 Hunga Tonga-Hunga Ha’apai 火山水下喷发产生的伞状云的图像。（图片来源：美国宇航局地球观测站图像，由 Joshua Stevens 使用 GOES 图像由 NOAA 提供 和 NESDIS）
一座水下火山于 1 月在太平洋国家汤加附近喷发，并在地球大气层中发出巨大的压力波，在那里它们数次环绕地球。一项新的研究显示，最后一座在大气中产生如此大涟漪的火山是 1883 年的喀拉喀托火山，当时是有记录以来最具破坏性的火山爆发之一。
“这种大气波事件在现代地球物理记录中是前所未有的，”第一作者、加州大学圣巴巴拉分校地球科学系副教授 Robin Matoza 说。周四（5 月 12 日）发表在《科学》杂志上的这项研究表明，汤加火山产生的压力脉冲“在幅度上与 1883 年喀拉喀托火山喷发的幅度相当，并且比 1980 年圣彼得堡火山爆发的幅度大一个数量级。 . 海伦火山爆发，”Matoza 在一封电子邮件中告诉 Live Science。波的幅度越高，它的威力就越大。
第二项研究也发表在 5 月 12 日的《科学》杂志上，该研究表明，这种强大的脉冲不仅会震动大气，还会在下面的海洋中激起涟漪。事实上，大气波产生了小型、快速传播的海啸——意思是由气压扰动驱动的一系列海浪——在火山爆发产生的传统地震驱动海啸前数小时到达海岸。
美国国家地球科学与抗灾力研究所研究员 Tatsuya Kubota 说，这些小型“先行者”海啸在世界各地都观察到，主要在太平洋，但也在大西洋和地中海。日本和第二项研究的第一作者。 “‘先行者’海啸的高度……大约有几厘米左右，尽管这取决于位置，”久保田在一封电子邮件中说。
一次非常有活力的喷发
汤加火山 – 称为 Hunga Tonga-Hunga Ha’apai，或简称 Hunga – 位于汤加首都努库阿洛法西北约 40 英里（65 公里）处。根据史密森尼的全球火山活动计划，它是汤加-克马德克火山弧中已知的 12 座水下火山之一，该火山弧是一种沿着地壳太平洋板块西部边缘延伸的地质结构。
当 Hunga 在 1 月中旬爆发时，由此产生的气体和粒子羽流撞击了中间层——地球表面上方大气层的第三层——使其成为卫星记录中最大的火山羽流。喷发释放的能量与 4 到 18 兆吨 TNT 爆炸或 100 多颗广岛级炸弹同时引爆所产生的能量相当。
在破纪录的喷发之后，Matoza 和一个由来自 17 个国家的 70 多名科学家组成的团队着手记录爆炸产生的大气波。为此，他们从众多地面和星载监测系统中提取了数据，这些系统在喷发展开时记录了喷发。
研究小组发现，在爆炸产生的所有大气波中，所谓的兰姆波最为突出。兰姆波沿着地球表面运行，与声波相似，它们在它们所经过的介质中产生振动。然而，兰姆波以极低的频率传播，“重力的影响变得显着，”马托扎说。
这些立体图像从上方显示了 1 月 15 日的洪加火山喷发。 （图片来源：美国宇航局地球观测站图像和视频由 Joshua Stevens 提供，数据由 Kristopher Bedka 和 Konstantin Khlopenkov/NASA Langley 研究中心提供，GOES-17 图像由 NOAA 和国家环境卫星、数据和信息服务（NESDIS）提供 ))
研究人员很少记录兰姆波，因为它们只产生于大气中的巨大爆炸，大规模的火山爆发和核试验。 “通常不会在较小的火山喷发中观察到它们，”Matoza说。
在最高处，Hunga 喷发产生的兰姆波的振幅为 280 英里（450 公里），这意味着它们撞击了电离层——位于上方约 35 至 620 英里（60 至 1,000 公里）的带电粒子致密层行星的表面。在六天的时间里，这些波浪从火山现场向外辐射，在一个方向绕地球四圈，在另一个方向绕地球三圈。研究人员报告说，根据历史数据，1883 年喀拉喀托火山爆发产生的兰姆波环绕地球的次数相同。
该团队的兰姆波观测结果与汉堡大学理论气象学教授 Nedjeljka Žagar 及其同事制作的 Hunga 喷发事件的早期模型一致。 Žagar 在一封电子邮件中告诉 Live Science，“我们能够在事件发生两天后模拟 Hunga Tonga Lamb 波”，现在，新的科学研究提供了更多关于这些波如何传播的细节，使用各种地球物理测量。
在他们自己的科学研究中，久保田和他的同事将这些兰姆波与喷发后观察到的最快海啸之间的点联系起来。他们发现，羔羊浪和“先行者”海啸发生的时间似乎重合。引人注目的是，这些先行海浪比预期的传统海啸提前两个多小时登陆岸上，这主要是由海底的突然变形驱动的。
Matoza 和他的同事报告说，除了巨大的兰姆波和快速移动的海啸之外，Hunga 喷发还产生了令人难以置信的远程声波和次声波——这意味着声波的频率太低而无法被人类听到。突出的兰姆波领先，其次是次声波，然后是可听见的声波。值得注意的是，距离洪加火山喷发 6,200 多英里（10,000 公里）的阿拉斯加各地都报告了由短促、重复的“轰隆声”组成的可听见的声音。