La grande éruption du volcan tongien fournit une rafale de données sur les ondes atmosphériques

Tongan yanardağının büyük patlaması, atmosferik dalgalar hakkında bir veri patlaması sağlarScience (2022). DOI : 10.1126/science.abo7063. https://www.science.org/doi/10.1126/science.abo7063″ width=”800″ height=”530″/>

Répartition mondiale des capteurs géophysiques enregistreurs utilisés dans cette étude et chronologie des éruptions observées à distance. (A) Carte des capteurs. L’image d’arrière-plan est la différence de température de luminosité (Himawari-8) à 07h10 UTC le 15 janvier 2022. Les formes d’onde de pression sélectionnées sur quatre heures sont filtrées entre 10 000 et 100 s. GNSS, système mondial de navigation par satellite ; RO, radio-occlusion ; DART, Deep Ocean Assessment et Tsunamis Reporting. L’encart supérieur droit montre les trajectoires des ondes Hunga autour de la Terre. (B) Activité Hunga observée aux stations hydrophones, sismiques et infrarouges IMS de décembre 2021 à janvier 2022 (REB, Journal of Investigated Activity) ; Détections Hunga du réseau infrarouge IMS le plus proche IS22 (1 848 km). Crédit: Science (2022). DOI : 10.1126/science.abo7063. https://www.science.org/doi/10.1126/science.abo7063

Le volcan Hunga a commencé par une éruption en 2022, dévastant la nation insulaire des Tonga et envoyant les agences d’aide et les scientifiques de la Terre dans une vague d’activités. Cela faisait 140 ans qu’une explosion de cette ampleur avait secoué la Terre.


Robin Matoza de l’UC Santa Barbara a dirigé une équipe de 76 scientifiques de 17 pays pour caractériser l’éruption. ondes atmosphériquesLe plus fort enregistré depuis un volcan depuis l’éruption du Krakatau en 1883. Le travail inhabituellement compilé de l’équipe détaille la taille des vagues de l’éruption, que les auteurs ont trouvée et semblaient être à égalité avec celles de Krakatau. Les données fournissent également une résolution exceptionnelle du champ de vagues en évolution par rapport à celles obtenues à partir de l’événement historique.

L’article publié dans la revue, ScienceC’est le premier récit complet des ondes atmosphériques de l’explosion.

Les premières preuves suggèrent qu’une éruption le 14 janvier a abaissé l’évent principal du volcan sous le niveau de la mer, et Big Bang le prochain jour. L’éruption du 15 janvier a produit une variété d’ondes atmosphériques différentes, y compris des explosions entendues à 6 200 milles en Alaska. Il a également créé un impact qui a provoqué une perturbation inhabituelle semblable à un tsunami une heure avant le début du tsunami provoqué par des séismes.

“Cet événement d’ondes atmosphériques était sans précédent dans les archives géophysiques modernes”, a déclaré l’auteur principal Matoza, professeur agrégé au Département des sciences de la Terre de l’UC Santa Barbara.

L’éruption volcanique de Hunga a fourni un aperçu sans précédent du comportement de divers types d’ondes atmosphériques. “Les ondes atmosphériques ont été enregistrées dans le monde entier dans une large bande de fréquences”, a déclaré le co-auteur David Fee de l’Institut de géophysique Fairbanks de l’Université d’Alaska. « Et en examinant cet ensemble de données remarquable, nous comprendrons mieux la génération, la propagation et l’enregistrement des ondes acoustiques et atmosphériques.

“Cela a des implications pour la surveillance explosions nucléairesvolcans, tremblements de terre et divers autres phénomènes », a poursuivi Fee,« Notre espoir est qu’en comprenant les ondes atmosphériques de cette éruption, nous pourrons mieux surveiller les éruptions volcaniques et les tsunamis.

Les chercheurs se sont surtout intéressés au comportement de l’onde atmosphérique connue sous le nom d’onde de Lamb, l’onde de pression dominante produite par l’explosion. Ce sont des ondes de pression longitudinales. les ondes sonores, mais surtout à basse fréquence. En fait, la fréquence est si basse qu’il faut tenir compte des effets de la gravité. Les ondes d’agneau sont associées aux plus grandes explosions atmosphériques telles que les big bangs et les explosions nucléaires, mais les caractéristiques des ondes diffèrent entre ces deux sources. Ils peuvent durer de quelques minutes à plusieurs heures.

Les auteurs ont noté qu’après l’explosion, les ondes ont traversé la surface de la Terre et ont fait quatre fois le tour de la planète dans une direction et trois fois dans la direction opposée. Ce sont les mêmes scientifiques observés lors de l’éruption du Krakatau en 1883. La vague d’agneau a également atteint l’ionosphère terrestre et s’est élevée à une altitude d’environ 280 milles à une vitesse de 700 milles.

“Les vagues d’agneau sont rares. Nous en avons très peu d’observations de haute qualité”, a déclaré Fee. “En comprenant l’onde de l’agneau, nous pouvons mieux comprendre la source et l’éruption. Elle est liée au tsunami et à la formation de nuages ​​volcaniques, et peut-être aussi aux ondes infrarouges et acoustiques à haute fréquence de l’éruption.”

La vague d’agneau consistait en au moins deux coups près du volcan. La première était une augmentation de pression de 7 à 10 minutes, suivie d’une seconde compression plus importante, suivie d’une longue chute de pression.

La grande différence entre les ondes de Lamb de Hunga et les calculs de Krakatau est la quantité et la qualité des données que les scientifiques ont pu recueillir. “Nous avons fait plus d’un siècle de progrès dans la technologie de l’instrumentation et la densité globale des capteurs”, a déclaré Matoza. Mentionné. “Ainsi, l’événement Hunga de 2022 a fourni un ensemble de données mondial unique pour un événement d’éruption de cette taille.”

Les scientifiques ont enregistré d’autres découvertes sur les ondes atmosphériques associées à l’explosion, notamment les remarquables infrasons à longue portée et les sons à basse fréquence qui sont trop faibles pour être entendus par les humains. Après la vague d’agneau, des infrasons ont suivi, suivis de sons audibles dans certaines zones.

Des sons forts ont atteint l’Alaska, à environ 6 200 milles du volcan, où ils ont été entendus sous forme d’éruptions répétées dans tout l’État. “J’ai entendu les voix”, se souvient Fee, “mais certainement à l’époque. éruption volcanique dans le Pacifique Sud.”

Les scientifiques pensent que les sons entendus en Alaska ne peuvent pas provenir des Hunga. Bien qu’il reste encore beaucoup à apprendre, il est clair que les modèles sonores standard ne peuvent pas expliquer comment les sons audibles se propagent sur de si grandes distances. “Nous avons interprété que quelque part en cours de route, ils ont été créés par des effets non linéaires”, a déclaré Matoza.

“Il existe une longue liste d’études de suivi possibles qui examinent plus en détail de nombreux aspects différents de ces signaux”, a-t-il déclaré. “En tant que communauté, nous travaillerons sur cet événement pour les années à venir.”


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Plus d’information:
Robin S. Matoza, Ondes atmosphériques et observations sismoacoustiques globales de l’éruption Hunga de janvier 2022, Tonga, Science (2022). DOI : 10.1126/science.abo7063. www.science.org/doi/10.1126/science.abo7063

Note: L’éruption massive du volcan tongien fournit une rafale de données sur les ondes atmosphériques (12 mai 2022). Le 12 mai 2022 https://phys.org/news/2022-05-massive-eruption-tongan-volcano-explosion.html

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