Eine Infrarotanimation zeigt Asche und Schwefeldioxidgas. (NOAA) Das Königreich Tonga erregt nicht oft weltweite Aufmerksamkeit, aber a heftiger Ausbruch eines Unterwasservulkans Der 15. Januar hat im wahrsten Sinne des Wortes Schockwellen über die halbe Welt verbreitet.
Der Vulkan ist normalerweise nicht viel zu sehen. Sie besteht aus zwei kleinen unbewohnten Inseln, Hunga-Ha'apai und Hunga-Tonga, die etwa 100 Meter (328 Fuß) über dem Meeresspiegel 65 Kilometer (40 Meilen) nördlich von Tongas Hauptstadt Nuku'alofa liegen. Doch unter den Wellen verbirgt sich ein gewaltiger Vulkan, etwa 1.800 Meter hoch und 20 Kilometer breit.
Der Vulkan Hunga-Tonga-Hunga-Ha'apai ist in den letzten Jahrzehnten regelmäßig ausgebrochen. Bei Ereignissen in den Jahren 2009 und 2014/15 explodierten heiße Magma- und Dampfstrahlen durch die Wellen. Aber diese Ausbrüche waren klein und wurden im Vergleich zu den Ereignissen im Januar 2022 in ihrem Ausmaß in den Schatten gestellt.
Unser Forschung Die Untersuchung dieser früheren Ausbrüche lässt darauf schließen, dass es sich hierbei um eine der gewaltigen Explosionen handelt, die der Vulkan etwa alle tausend Jahre hervorrufen kann.
Hochauflösende Himawari-Satellitenbilder des #HungaTongaHungaHaapai Vulkanausbruch in Tonga 🌋
— NIWA Wetter (@NiwaWeather) 15. Januar 2022
Unsere Klimastationen verzeichneten einen kurzen Anstieg des Luftdrucks, als die atmosphärische Schockwelle über Neuseeland pulsierte. pic.twitter.com/BfLzdq6i57
Warum sind die Ausbrüche des Vulkans so hochexplosiv, wenn doch Meerwasser das Magma abkühlen soll?
Wenn Magma langsam ins Meerwasser aufsteigt, bildet sich selbst bei Temperaturen von etwa 1.200 Grad C (2.200 F) ein dünner Dampffilm zwischen Magma und Wasser. Dadurch entsteht eine Isolierschicht, die es der äußeren Oberfläche des Magmas ermöglicht, abzukühlen.
Dieser Prozess funktioniert jedoch nicht, wenn Magma voller vulkanischem Gas aus dem Boden geschleudert wird. Wenn Magma schnell ins Wasser eindringt, werden etwaige Dampfschichten schnell aufgerissen, wodurch heißes Magma in direkten Kontakt mit kaltem Wasser kommt.
Vulkanforscher nennen dies „Kraftstoff-Kühlmittel-Wechselwirkung“ und es ähnelt waffenfähigen chemischen Explosionen. Extrem heftige Explosionen zerreißen das Magma. Es beginnt eine Kettenreaktion, bei der neue Magmafragmente frische, heiße Innenflächen dem Wasser aussetzen, und die Explosionen wiederholen sich, wobei schließlich vulkanische Partikel herausgeschleudert werden und Explosionen mit Überschallgeschwindigkeit entstehen.
Zwei Größenordnungen von Hunga-Ausbrüchen
Durch den Ausbruch 2014/15 entstand ein Vulkankegel, der die beiden alten Hunga-Inseln zu einer etwa 5 Kilometer langen Gesamtinsel verband. Wir besuchten es im Jahr 2016 und stellten fest, dass es sich bei diesen historischen Ausbrüchen um bloße Ereignisse handelte Vorhang auf für die Hauptveranstaltung .
Bei der Kartierung des Meeresbodens entdeckten wir eine versteckte „Caldera“ 150 Meter unter den Wellen.
Eine Karte des Meeresbodens zeigt die Vulkankegel und die massive Caldera. (Shane Cronin)
Die Caldera ist kraterartig Depression etwa 5 Kilometer (3 Meilen) breit. Kleinere Eruptionen (wie 2009 und 2014/15) ereignen sich hauptsächlich am Rand der Caldera, sehr große gehen jedoch von der Caldera selbst aus. Diese großen Eruptionen sind so groß, dass die Spitze des ausbrechenden Magmas nach innen kollabiert und die Caldera vertieft.
Wenn wir uns die Chemie vergangener Eruptionen ansehen, denken wir jetzt, dass die kleinen Eruptionen das Magmasystem darstellen, das sich langsam wieder auflädt, um sich auf ein großes Ereignis vorzubereiten.
Wir haben in Ablagerungen auf den alten Inseln Hinweise auf zwei große Ausbrüche der Hunga-Caldera in der Vergangenheit gefunden. Wir haben diese chemisch mit Vulkanascheablagerungen auf der größten bewohnten Insel Tongatapu, 65 Kilometer entfernt, abgeglichen und dann mithilfe von Radiokarbondaten gezeigt, dass es etwa alle 1.000 Jahre zu großen Caldera-Ausbrüchen kommt, der letzte um 1100 n. Chr.
Mit diesem Wissen scheint der Ausbruch am 15. Januar genau im Zeitplan für einen „großen Ausbruch“ zu liegen.
Was wir jetzt erwarten können
Wir befinden uns immer noch mitten in dieser großen Eruptionssequenz und viele Aspekte bleiben unklar, auch weil die Insel derzeit von Aschewolken verdeckt wird.
Die beiden früheren Ausbrüche am 20. Dezember 2021 und 13. Januar 2022 waren von mittlerer Größe. Sie erzeugten Wolken mit einer Höhe von bis zu 17 Kilometern und fügten der gesamten Insel 2014/15 neues Land hinzu.
Der jüngste Ausbruch hat das Ausmaß der Gewalt noch verschärft. Die Aschewolke ist bereits etwa 20 Kilometer hoch. Am bemerkenswertesten ist, dass es sich fast konzentrisch über eine Entfernung von etwa 130 Kilometern vom Vulkan ausbreitete und eine Wolke mit einem Durchmesser von 260 Kilometern bildete, bevor es vom Wind verformt wurde.
(NOAA)
Dies zeigt eine enorme Sprengkraft, die nicht allein durch die Magma-Wasser-Wechselwirkung erklärt werden kann. Es zeigt vielmehr, dass große Mengen frischen, gasgeladenen Magmas aus der Caldera ausgebrochen sind.
Der Ausbruch erzeugte auch a Tsunami in ganz Tonga und die benachbarten Fidschi und Samoa. Stoßwellen breiteten sich über viele tausend Kilometer aus, wurden vom Weltraum aus gesehen und in etwa 2.000 Kilometern Entfernung in Neuseeland aufgezeichnet. Kurz nach Beginn der Eruption war der Himmel über Tongatapu verdeckt und es begann Asche zu fallen.
All diese Anzeichen deuten darauf hin, dass die große Hunga-Caldera erwacht ist. Tsunamis werden durch gekoppelte atmosphärische und ozeanische Stoßwellen während einer Explosion erzeugt, können aber auch leicht durch U-Boot-Erdrutsche und Caldera-Einstürze verursacht werden.
[2/2]
– kosmi (@kosmi64833127) 16. Januar 2022
Ich sehe ein gewisses Interesse an diesem vorherigen Tweet, daher finden Sie hier eine aktualisierte Version mit den neuesten Änderungen vom Januar 2022. #Radar Bilder aufgenommen von #Sentinel1 zwischen dem 10. Dezember und dem 15. Januar.
Satellitendaten verarbeitet in @sentinel_hub #Tonga #Vulkan #HungaTongaHungaHaapai #SAR pic.twitter.com/51aNYSl0g7
Es bleibt unklar, ob dies der Höhepunkt des Ausbruchs ist. Es stellt eine große Magmadruckfreisetzung dar, die das System beruhigen könnte.
Eine Warnung sind jedoch die geologischen Ablagerungen früherer Ausbrüche des Vulkans. Diese komplexen Sequenzen zeigen, dass jede der 1000 Jahre dauernden großen Caldera-Eruptionsepisoden viele separate Explosionsereignisse beinhaltete.
Daher könnten uns mehrere Wochen oder sogar Jahre große vulkanische Unruhen durch den Vulkan Hunga-Tonga-Hunga-Ha'apai bevorstehen. Im Interesse der Menschen in Tonga hoffe ich nicht. 
Shane Cronin , Professor für Geowissenschaften, Universität Auckland .
Dieser Artikel wurde erneut veröffentlicht von Die Unterhaltung unter einer Creative Commons-Lizenz. Lies das originaler Artikel .