Erupcja wulkanu Tonga wyrzuciła pył poza stratosferę

Erupcje wulkanów mogą mieć wpływ na działalność człowieka i klimat, ponieważ wyrzucane przez nie popiół, gazy i woda trafiają w wysokie partie atmosfery i wywierają wpływ na warunki klimatyczne i pogodowe na dużym obszarze. Dotyczy to jednak głównie najpotężniejszych z nich. Podczas gdy większość erupcji wyrzuca pyły i gazy na stosunkowo niewielką wysokość, pióropusz wygenerowany przez niewiarygodnie potężną erupcję wulkanu Hunga Tonga-Hunga Ha’apai w styczniu 2022 roku był najwyższym zarejestrowanym w historii badań pióropuszem wulkanicznym. Hunga Tonga to wulkaniczna wyspa o wielkości 200 ha leżąca na Oceanie Spokojnym.

Naukowcy z Uniwersytetu Oksfordzkiego i Uniwersytetu Nauk Stosowanych w Monachium wykorzystali nowatorską metodę analizy danych satelitarnych, aby określić wysokość styczniowej erupcji. Odkryli, że pióropusz pyłów osiągnął około 57 kilometrów wysokości, a część popiołu potencjalnie dotarła jeszcze o pół kilometra wyżej. Naukowcy twierdzą również, że pióropusz jest pierwszym zaobserwowanym w mezosferze Ziemi, czyli warstwie atmosfery, która zaczyna się około 50 kilometrów nad powierzchnią planety. Wyniki badań opublikowano w magazynie Science.

Zazwyczaj wysokość piór wulkanicznych jest mierzona przez pomiar temperatury chmury pyłu za pomocą satelitów. Gdy wierzchołek chmury sięga do troposfery, gdzie temperatura szybko spada wraz ze wzrostem wysokości, wysokość chmury można określić na podstawie temperatury na jej szczycie. Jednak w stratosferze temperatura wzrasta wraz z wysokością, co oznacza, że nie można dokładnie oszacować temperatury gorącego pióropusza wulkanicznego, a tym samym jego wysokości.

"To niezwykły wynik, ponieważ nigdy wcześniej nie widzieliśmy tak wysokiej chmury" - pisze Simon Proud z Uniwersytetu Oksfordzkiego. Możliwość oszacowania wysokości przy użyciu paralaksy jest możliwa dopiero teraz, dzięki dużej liczbie satelitów. Dziesięć lat temu byłoby to niewykonalne". 

Według Prouda i jego kolegów pióropusz Hunga Tonga-Hunga Ha’apai w ciągu 15 minut po erupcji osiągnął wysokość 25 kilometrów. 10 minut później pył i gazy dotarły już na wysokość 40 km, a w pół godziny po erupcji satelity zaobserwowały kopułę popiołu rozpoczynającą się 34 kilometry nad powierzchnią. Pióropusz miał średnicę 90 km. 

Naukowcy chcą na podstawie najnowszego badania stworzyć automatyczny system do obliczania wysokości chmur wulkanicznych za pomocą wielu satelitów, który mógłby stworzyć szczegółowy zestaw danych dla wulkanologów i naukowców zajmujących się atmosferą. Mimo to wciąż nie ma odpowiedzi na pytanie o to, w jaki sposób pióropusz osiągnął aż tak wysoki poziom i jaki wpływ mógł mieć na nasz klimat.