數(shù)字高度圖展示Hunga Tonga-Hunga Ha'apai火山的戲劇性變化
（神秘的地球uux.cn報(bào)道）據(jù)cnBeta：當(dāng)南太平洋湯加王國(guó)的一座火山在2021年12月底開始噴發(fā)然后在2022年1月中旬猛烈爆炸時(shí)，NASA的高度科學(xué)家Jim Garvin和同事們處于異常有利的位置來研究這些事件。自從2015年這個(gè)新的圖展陸地上升到水面以上并加入兩個(gè)現(xiàn)有的島嶼以來，Garvin和一個(gè)國(guó)際研究小組一直在監(jiān)測(cè)那里的數(shù)字示變化。
該團(tuán)隊(duì)利用衛(wèi)星觀測(cè)和基于地表的高度地球物理測(cè)量的組合跟蹤了地球上這塊快速變化的土地的演變。
上面和下面的圖展數(shù)字高度圖顯示了Hunga Tonga-Hunga Ha'apai的巨大變化，這是數(shù)字示一座大型水下火山的最上部。它從海底升起1.8公里，高度橫跨20公里，圖展頂部是數(shù)字示一個(gè)直徑5公里的海底火山口。該島是高度Hunga Caldera邊緣的一部分。
現(xiàn)在，圖展所有的數(shù)字示新土地都消失了，只剩下兩座舊島的高度大塊土地。
NASA戈達(dá)德太空飛行中心的圖展首席科學(xué)家Garvin說道：“這是一個(gè)初步估計(jì)，但我們認(rèn)為噴發(fā)所釋放的能量相當(dāng)于4至18兆噸TNT炸藥的量。這個(gè)數(shù)字是基于有多少被移除、巖石的抵抗力如何以及噴發(fā)云在一系列的速度下被吹入大氣層的高度。”爆炸釋放的機(jī)械能量相當(dāng)于廣島核爆炸的數(shù)百倍。作為比較，科學(xué)家們估計(jì)圣海倫火山在1980年爆炸的能量為24兆噸，喀拉喀托火山在1883年爆發(fā)的能量為200兆噸。
Garvin及其NASA同事Dan Slayback跟幾位研究人員合作繪制了水線上下的Hunga Tonga-Hunga Ha'apai的詳細(xì)地圖。他們使用了加拿大航天局RADARSAT星座任務(wù)的高分辨率雷達(dá)、商業(yè)衛(wèi)星公司Maxar的光學(xué)觀測(cè)以及NASA ICESat-2任務(wù)的測(cè)高數(shù)據(jù)。除此之外，他們還使用了由施密特海洋研究所跟NASA和哥倫比亞大學(xué)合作收集的基于聲納的測(cè)深數(shù)據(jù)。
在過去的六年時(shí)間里，來自NASA、哥倫比亞大學(xué)、湯加地質(zhì)局和海洋教育協(xié)會(huì)的研究人員一起工作以確定年輕的地形是如何由于持續(xù)的海浪和偶爾的熱帶氣旋的沖擊而被侵蝕。他們還注意到野生動(dòng)物--各種類型的灌木、草、昆蟲和鳥類--是如何從Hunga Tonga和Hunga Ha'apai的郁郁蔥蔥的生態(tài)系統(tǒng)中遷移出來并在較新的土地上出現(xiàn)的更貧瘠的景觀。
事情在一月份發(fā)生了巨大的變化。在2022年的頭幾個(gè)星期，火山活動(dòng)似乎非常典型，由于巖漿和海水在島嶼中部附近的一個(gè)噴口相互作用，出現(xiàn)了間歇性的小型爆炸并產(chǎn)生了頭骨、火山灰、蒸汽和其他火山氣體。正在進(jìn)行的Surtseyan噴發(fā)則正在重塑景觀，另外還在通過向不斷增長(zhǎng)的火山錐添加新火山灰和凝灰?guī)r沉積物來擴(kuò)大該島。
“等到1月初，我們的數(shù)據(jù)顯示，與12月的活動(dòng)開始之前相比，該島已經(jīng)擴(kuò)大了約60%。整個(gè)島嶼已經(jīng)被十分之一立方公里的新火山灰完全覆蓋。所有這些都是非常正常的、預(yù)期的行為，對(duì)我們的團(tuán)隊(duì)來說是非常令人興奮的，”Garvin說道。
但在1月13-14日，一組異常強(qiáng)大的爆炸將火山灰涌入平流層。然后，1月15日的爆炸將物質(zhì)發(fā)射到高達(dá)40公里（25英里）的高度--可能高達(dá)50公里，這使得附近的島嶼被火山灰覆蓋并引發(fā)破壞性的海嘯波。國(guó)際空間站上的一名宇航員拍攝了這張南太平洋上空灰燼的照片。
大多數(shù)Surtseyan式的噴發(fā)涉及到相對(duì)少量的水跟巖漿的接觸。“如果只是有一點(diǎn)水淌進(jìn)巖漿就像水碰到了熱油鍋。你會(huì)得到一個(gè)閃光的蒸汽，水會(huì)迅速燃燒掉，”Garvin解釋道，“15日發(fā)生的情況確實(shí)不同。我們不知道為什么--因?yàn)槲覀冊(cè)贖unga Tonga-Hunga Ha'apai上沒有任何地震儀--但一定有什么東西削弱了地基中的堅(jiān)硬巖石并導(dǎo)致破火山口北緣部分坍塌。把這想象成鍋底掉出來，讓大量的水沖進(jìn)溫度非常高的地下巖漿室。”
溫度或巖漿通常超過1000攝氏度，海水則接近20攝氏度。兩者的混合可以產(chǎn)生令人難以置信的爆炸性，尤其是在巖漿室的密閉空間。“這不是你的標(biāo)準(zhǔn)Surtseyan式噴發(fā)，因?yàn)楸仨毶婕按罅康乃Ｊ聦?shí)上，我的一些火山學(xué)同事認(rèn)為這種類型的事件應(yīng)該有自己的名稱。現(xiàn)在，我們非正式地稱它為‘超Surtseyan’噴發(fā)。”
對(duì)于像Garvin這樣的地質(zhì)學(xué)家來說，觀察像這樣的Surtseyan島的誕生和演變是令人著迷的，部分原因是沒有許多其他的現(xiàn)代例子。除了Surtsey--它于1963年至1967年在冰島附近形成，半個(gè)多世紀(jì)后仍然存在--大多數(shù)新Surtseyan島在幾個(gè)月或幾年內(nèi)就會(huì)被侵蝕掉了。
Garvin對(duì)這些島嶼感興趣的地方是它們可能給我們帶來的關(guān)于火星的信息。“剛剛形成并迅速演變的小火山島是火星上地表水作用的窗口以及它們可能如何影響類似的小火山地貌。我們實(shí)際上在火星上的幾個(gè)區(qū)域看到了長(zhǎng)相相似的地貌場(chǎng)，”Garvin說道。

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