2022 年 1 月 15 日土曜日に発生した海底フンガ トンガ - フンガ ハアパイ火山の噴火により、何千人もの人々が家、物資、インターネットを失いました。これを書いている時点で、噴火に関連してトンガで 3 人の死者が確認されており、そのうち 2 人は地元住民で、1 人は英国人です。
現在、科学者たちは噴火についてより多くの理解を求めて競い合っているため、惑星火山学者は、フンガ トンガ - フンガ ハアパイが太陽系の隣人の歴史について教えてくれるかどうか疑問に思っています。
火山の爆発は、アラスカと英国にまで衝撃波を送り、オーストラリア、米国、ロシアの海岸に影響を与える津波を引き起こしました。津波による洪水により、ペルーで2人が死亡したと報告されています。火山の噴火によって蓄積された静電荷は、爆発後の数時間で約 400,000 回の雷イベントの原因となったとも言われています。
火山噴火について詳しく読む:
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噴火の約 10 時間後、火山から 7,000 マイル以上離れた米国マイアミの人々は、時速 695 マイルの速度で圧力波を見ました。これは、基本的に大気中を音速で移動する空気中の音響波紋です。
噴火から 5 日後、サミュエル ミッチェル博士は BBC Science Focus に次のように語っています。 火山の活動は地表レベルで止まったように見えるが、火山学者は水中で何が起こっているかを言うことができなかった.
なぜ科学者はトンガの噴火を予測できなかったのですか?
いくつかの火山噴火は予測できますが、すべてが前兆を示すわけではありません、と Mitchell は言います。
「たとえば、最近のカナリア諸島のラ パルマ島の噴火では、何かが起こるという古典的なシグナルがありました。地表に向かってゆっくりと特定の場所に移動する地震が散在していました.
「ガスの放出、地表水の温度上昇、地面のゆっくりとした膨張も考えられます。これらは衛星によって検出できます。」
Hunga Tonga-Hunga Ha'apai は海底火山であるため、陸上の火山ほど研究されていません。これにより、火山学者がイベントの 2 日前にこの地域での活動に気付いたときに、噴火がどの程度の大きさになるかを予測することが困難になったと、海底火山に焦点を当てている Mitchell 氏は述べています。
差し迫った噴火を科学者に警告するのに役立つデータのほとんどは、火山周辺の機器によって収集されており、ミッチェル氏は、海底システムのデータを収集することは非常に難しいと述べています.
先行する活動も、噴火の原因によって異なります。フンガ トンガ - フンガ ハアパイ火山が噴火した理由は科学者にもまだわかっていませんが、海底火山であるため、しばらくの間地表で泡立っていたものではなく、瞬間的な反応であった可能性があります。
「地表に到達しようとしているマグマによって支えられた [陸上での] 噴火とは対照的に、冷たい海水と相互作用する 1,000°C のマグマがあります」と Mitchell 氏は述べています。
火山の噴火口の端には、フンガ トンガ島とフンガ ハアパイ島の 2 つの無人島があります。噴火後の衛星画像は、これらの島々がはるかに小さいことを示しています。つまり、爆発によって土地の大部分が破壊された可能性があります。
噴火は今後の研究にどのような影響を与えるでしょうか?
海底火山は世界中のさまざまな深さで見られます。ミッチェル氏によると、その性質上、科学者はまだ正確な数を把握していません.
「私たちの海底は、正確な数字を示すほど詳細に地図化されていません」と Mitchell 氏は説明します。 「しかし、現在の推定では、すべての火山活動の約 70 ～ 80% が実際に海底で発生していると考えられています。」
これらの水没火山は比較的研究されていないため、トンガの災害は予測不可能でした。しかし現在、Hunga Tonga-Hunga Ha'apai の研究は、Mitchell のような火山学者が将来の出来事をよりよく理解し、予測するのに役立ちます。
「地元の海洋生物への影響など、噴火の結果を研究し、おそらく噴火後の変化や火山自体でのプロセスを監視する取り組みが行われている可能性があります」とファーガソン氏は示唆しています。 「たとえば、マグマは火山の下でまだ動いている可能性があり、この動きを検出することで、マグマが表面に出るまでの経路を理解するのに役立つ可能性があります。」
この噴火は、他の惑星の火山についての理解を深めるのにも役立つ可能性があります。
海底火山による以前の噴火は、火山の尾根が移動して水面を壊すため、島の形成をもたらしました。 NASA の地質学者であり、火山学を専門とする惑星科学者である Ashley Davies 博士は、「これらの島々は、火星で見られる特徴と同じ一般的な形態を持つ火砕物で形成されました。」と説明しました。
「これは、火星の特徴が同様の状況下で形成された可能性があることを示唆しています。最初は、マグマが水と直接相互作用することによる非常に爆発的なイベントです。」
地球上では、これらの火山島は通常、形成後に急速に侵食されます。 1964 年に形成されたものはサイズが半分になり、その表面積は約 2.7 km でしたが、2012 年には 1.3 km に減少しました。
「火星の特徴が同じ火山プロセスの結果として実際に形成された場合、これらの古代の特徴の持続性は、侵食力がはるかに少ないことを示唆しています。おそらく、波の作用が少ない浅い海であり、数十億年にわたって持続することを可能にします。年です」とデイビスは言いました。
科学者たちは、火星の火山が噴火したかどうか、いつ噴火したか、またこれらの噴火がどのようなものであったかを確実に言うことはできません.しかし、遠い過去に火星に水があったことはわかっています。
ランカスター大学の火山学者であるライオネル・ウィルソン教授は、「火星は過去に表面に水があり、現在は表面のすぐ下に氷があるため、この種の [溶岩と水] 相互作用の可能性があります」と述べています。現在、火星の薄い大気は、地表に出てきた水を沸騰させます。しかし、約 30 億年前には、大気圧は水が溜まるほど高かった可能性があります。
オリンパス山やアスクラウス山など、火星の大きな火山のいくつかは、数十億年前のものである可能性がある、とウィルソンは説明した。したがって、より密度の高い大気と火山活動の間に重複があった場合、フンガ トンガ - フンガ ハアパイ火山のような爆発が発生した可能性があります。
「トンガは水面下の非常に浅い深さにあり、それが非常に爆発的な原因となっています。水深が深くなると、高圧が激しい相互作用を抑制する傾向があります」とウィルソンは言いました。
火星の火山は同様の低圧環境で活動していた可能性がありますが、金星の火山は地球のより深い海底火山のように噴火するでしょう。
「金星に火山活動があるという間接的な証拠があります。一部の赤外線信号は熱い溶岩の例のように見えますが、詳細はわかりません。ただのホットスポットです」とウィルソンは言いました。 「しかし、金星の液体溶岩に溶けたガスは外に出にくいため、激しい爆発になる可能性は低いです。古典的な火の泉の噴火を実現するには、ガスが溶岩の中で膨張して溶岩を小さな液滴に引き裂く泡を生成する能力が必要です。」
トンガ火山はどのようにして津波を引き起こしたのですか?
残念なことに、科学者たちは、火山によって引き起こされた津波の事例は十分に記録されていないと言います。さらに多くのデータが得られるまで、トンガ津波の正確な原因を特定するのは難しいだろう、とミッチェルは言う.
「いくつかの異なる要因が考えられますが、津波を発生させるために必要な主なものは、水の巨大な変位です。
「それは、基本的に火山から水を押し出して遠ざける水中での爆発による可能性があります。物理的な爆発のサイズを見てきたので、ここにそのケースがあります。それが生成した衝撃波は、水を突然外側に移動させる方法になる可能性があります。」
津波は、海で移動する大量の土地によって引き起こされた可能性もあります。 Hunga-Tonga-Hunga-Ha'apai 火山クレーターが崩壊した場合、地表下の水の巨大な動きを引き起こしたでしょう。
津波が広がるにつれて、南太平洋周辺、そして日本、カナダ、米国にまで警報が発令されました。洪水で 2 人が死亡したペルーでは、波が石油タンカーを転覆させました。 6,000 バレル以上の石油がペルーの海岸に流出しました。これは、何年にもわたって海洋生物と地元の漁業に影響を与える「環境災害」と呼ばれるものです。
海洋生物多様性に対する噴火の影響の程度はまだわかっていませんが、リーズ大学の火山学者であるデビッド・ファーガソン博士は、周囲の海に降る灰が最も重大な影響を与える可能性が高いと述べています.
火山灰は生態系にどのように影響しますか?
「水中で噴出した灰は遠くまで移動する傾向はありませんが、火山噴煙が大気中に放出されたという事実により、その中の灰はさらに運ばれ、近くの海に堆積することができます」とファーガソンは言いました。
「[水に落ちた] 灰の量が多ければ、サンゴ礁などの地形が窒息し、魚やその他の海洋動物が別の場所に移動し、食物連鎖や生態系などが混乱する可能性があります。」
興味深いことに、灰は海藻などの一部の生物に有益な栄養素を提供することができます.
「火山灰が海に堆積した地域で藻類のブルームが検出されました」とファーガソンは言いました。ただし、サンゴ礁の生態系を乱し、有害な影響をもたらす可能性があるため、これは必ずしも良いニュースではありません。漁業が経済の非常に重要な部分を占めているトンガのような国では、降灰によって魚資源が一時的に失われるという問題が生じる可能性があります。」
トンガ周辺での灰の広がりはフライトに影響を与え、対外援助への取り組みを危険にさらしました。灰はまた、健康上の問題を引き起こし、喉を刺激し、人々に咳を引き起こす可能性がありますが、これらの影響は短期的で比較的無害であると言われています.既存の呼吸器系の問題を抱えている人にとっては、降る灰が喘鳴や息切れなどの症状を悪化させる可能性があります.
噴火は海中で起こったので、結果として生じた灰は、海面に向かう途中で水から塩分を拾い上げた可能性があります.その後、この塩が陸地に落ち、いくつかの初期の報告は、塩が地元の作物を乾燥させている可能性があることを示唆しています.
なぜ海底火山はあまり研究されていないのですか?
ミッチェルによれば、海底火山は「火山学のなじみのない部分」です。
「皮肉なことに、この地域は通常、火山学においてあまり影響力のない部分であるため、ある意味では知られていません。海底火山の活動は通常海底にとどまり、陸地への影響はほとんどありません。
「社会に影響を与える出来事が起こることがあります。 2021 年 10 月に日本周辺で起きた噴火により、軽石が浮いて港に集まりました。」
Mitchell は、これらの火山は特に危険とは見なされていないため、十分に監視されていないと述べています.
「私たちはそれらについて多くを知りませんが、[科学者が] そこに出て、より多くの情報を提供し、潜在的にその警告サインを与えるのに役立つ機器を設置するための資金はほとんどありません。」
しかし、最近の噴火は濁った海に光を当てるかもしれません。 「起こるすべての出来事は、私たちが将来のためにより良いことをすることを可能にします。」
専門家について
サミュエル・ミッチェル博士 ブリストル大学の火山学者で科学コミュニケーターであり、海底火山と爆発的噴火のダイナミクスに焦点を当てています。デビッド・ファーガソン博士 は、リーズ大学の火山学者で、マグマと環境との相互作用を調べています。
アシュリー・デイビス博士 NASA の地質学者および惑星科学者です。彼はリモート センシング データを使用して、特に木星の火山衛星イオでの火山噴火の解釈とモデル化を行っています。
ライオネル・ウィルソン教授 ランカスター大学の火山学者であり、火星の火山噴火の物理学の専門家です。
