Erupcja wulkanu Tonga zaburzyła jonosferę. Monitoring tej warstwy przyda nam się w przyszłości

Według szacunków geologa NASA Jima Garvina, wybuch wulkanu Hunga Tonga-Hunga Ha’apai, który miał miejsce 15 stycznia 2022 r. spowodował gwałtowną eksplozję o równoważnej sile od 4 do 18 megaton trotylu. Eksperci NASA nadal analizują skutku tego wybuchu, który – jak się okazuje – miał również wpływ na wyższe partie ziemskiej atmosfery.
podwodny-wulkan-tonga-pacyfik
podwodny-wulkan-tonga-pacyfik

Potężna podwodna erupcja wulkaniczna, która pokryła wyspę Tonga popiołem i wysłała fale tsunami na cały świat, spowodowała również zmarszczki w jonosferze Ziemi, zgodnie z pomiarami z Global Differential Global Positioning System (GDGPS) zarządzanego przez NASA Jet Propulsion Laboratory w Południowej Kalifornii.

Erupcja była na tyle silna, że wytworzyła ona akustyczną falę uderzeniową, która dotarła do jonosfery – zewnętrznej warstwy atmosfery ziemskiej, która zaczyna się na wysokości 80-90 km. nad poziomem morza. Jej nazwa pochodzi od zjonizowanych energią słoneczną elektronów, występujących na tej wysokości.

Erupcja wulkanu Tonga – tsunami i akustyczna fala uderzeniowa

Erupcja wywołała również tsunami, które zostało wzmocnione przez fale ciśnienia atmosferycznego eksplozji – zjawisko znane jako meteotsunami. Odkształcenie powierzchni oceanu spowodowane tymi dużymi falami dodatkowo zakłóciło jonosferę. Eksperci z GDGPS obserwowali zaburzenia jonosferyczne wywołane eksplozją w czasie rzeczywistym. System monitoruje gęstość elektronów w jonosferze (mierzoną jako jednostki całkowitej zawartości elektronów, czyli TECU), śledząc opóźnienie sygnałów globalnych systemów nawigacji satelitarnej (GNSS) podczas ich podróży przez atmosferę.

Czytaj również: Wybuch wulkanu Tonga był kilkaset razy silniejszy niż bomba atomowa zrzucona na Hiroszimę

Dane dot. opóźnienie sygnałów wysyłanych przez systemy nawigacji satelitarnej mogą odegrać ważną rolę, jeśli chodzi o wsparcie systemów wczesnego ostrzegania o tsunami, skracając czas potrzebny do wykrycia potężnej fali. Projekt NASA Research Opportunities in Space and Earth Science (ROSES), finansowany przez w ramach programu Applied Sciences Disasters, wykorzystuje dane GNSS do wykrywania ruchów ziemi i modelowania trzęsień ziemi, które mogą prowadzić do tsunami. Zespół integruje te dane z systemami wczesnego ostrzegania o tsunami obsługiwanymi przez Centrum Badań nad Tsunami (CTR) Narodowej Administracji Oceanicznej i Atmosferycznej.

Projekt Geodezji Kosmicznej NASA wspiera również redukcję ryzyka tsunami poprzez współpracę z Międzynarodową Służbą GNSS, która zarządza systemami wczesnego ostrzegania przed tsunami wspieranymi przez GNSS (GTEWS), Międzynarodowym Stowarzyszeniem Geodezji Globalnym Systemem Obserwacji Geodezyjnej (GGOS) oraz Grupą ds. Obserwacji Ziemi (GEO).

W przyszłości zaburzenia jonosfery rejestrowane przez GDGPS można również zintegrować z tymi systemami ostrzegania o tsunami, zwiększając ich skuteczność w ostrzeganiu społeczności i zabezpieczaniu ludzi przed uderzeniem fal tsunami.