Der Ausbruch des Vulkans Tonga im Januar wurde als die größte Explosion bestätigt, die jemals mit modernen Instrumenten in der Atmosphäre aufgezeichnet wurde.
Sie war weitaus größer als jedes vulkanische Ereignis des 20. Jahrhunderts und auch als jeder Atombombentest nach dem Zweiten Weltkrieg.
Dies geht aus zwei wissenschaftlichen Veröffentlichungen in der Zeitschrift Science hervor, in denen alle Daten ausgewertet wurden.
In der jüngeren Geschichte hat wahrscheinlich nur der Krakatoa-Ausbruch von 1883 eine vergleichbare atmosphärische Störung verursacht.
Dieses katastrophale Ereignis in Indonesien hat vermutlich mehr als 30 000 Menschenleben gefordert. Glücklicherweise forderte der klimatische Ausbruch des Unterwasservulkans Hunga Tonga-Hunga Ha’apai (HTHH) im Südpazifik am 15. Januar nur sehr wenige Todesopfer, auch wenn er ebenfalls große Tsunamis auslöste.
“Tonga war ein wirklich globales Ereignis, genau wie Krakatau, aber wir haben jetzt all diese geophysikalischen Beobachtungssysteme, und sie haben etwas aufgezeichnet, das in den modernen Daten wirklich beispiellos ist”, sagte Dr. Robin Matoza von der University of California, Santa Barbara, gegenüber BBC News. Er ist der Hauptautor einer der Arbeiten.
Die Wissenschaftler haben jetzt Zugang zu einem außergewöhnlichen Arsenal an boden- und weltraumgestützten Instrumenten, darunter Atmosphärendrucksensoren, Seismometer, Hydrophone und eine Flotte von Satelliten, die die Erde über das gesamte Lichtspektrum überwachen.
Die kolossale Tonga-Explosion, die am Ende einer mehrwöchigen Aktivität am Seamount stattfand, erzeugte verschiedene Arten von atmosphärischen Druckwellen, die sich über große Entfernungen ausbreiteten.
Im hörbaren Frequenzbereich meldeten Menschen im 10.000 km entfernten Alaska, dass sie wiederholte Knallgeräusche hörten.
Das weltweite Netz von Detektoren, das zur Überwachung der Einhaltung des Vertrags über das umfassende Verbot von Nuklearversuchen eingerichtet wurde, nahm das Infraschallsignal auf. Infraschall hat Frequenzen, die knapp unter dem menschlichen Hörvermögen liegen.
Die Daten des Netzwerks zeigten, dass die Explosion des Tonga-Vulkans eine atmosphärische Druckwelle erzeugte, die mit der größten Atomexplosion aller Zeiten – der Zar-Bombe, die 1961 von den Sowjets gezündet wurde – vergleichbar war, aber viermal länger dauerte.
In den Beiträgen werden die von den so genannten Lamb-Wellen verursachten Störungen ausführlich erörtert, die nach dem Mathematiker Horace Lamb aus dem frühen 20.
Jahrhunderts, dem Mathematiker Horace Lamb, benannt sind. Es handelt sich dabei um energiereiche Wellen in der Luft, die sich mit Schallgeschwindigkeit entlang einer von der Planetenoberfläche geführten Bahn ausbreiten. Außerdem sind sie nicht dispersiv, d. h. sie behalten ihre Form bei, während sie sich ausbreiten, und sind daher über lange Zeit auffällig.
Die von der Tonga-Eruption erzeugten Lamb-Wellen-Impulse umkreisten die Erde mindestens viermal.
Im Vereinigten Königreich, das etwa 16 500 km von Tonga entfernt ist, begannen diese Impulse am Abend des 15. September, etwa 14 Stunden nach der klimatischen Eruption auf der anderen Seite des Planeten, einzutreffen.
Sie rissen die Wolken über dem Vereinigten Königreich auf.
“Zu dieser Zeit hatten wir einen Laser-Wolkenbasisrekorder, der auf die Wolkenbasis schaute, und als die Welle durchging, wurde die Wolke gestört”, erinnert sich Prof. Giles Harrison, Atmosphärenphysiker an der Universität Reading und Mitautor einer der Arbeiten.
“Wenn man jemals einen Beweis dafür gesucht hat, dass die Atmosphäre auf bemerkenswerte Weise miteinander verbunden ist, dann war es dieser. Und was auf der einen Seite des Planeten passiert, kann sich mit Schallgeschwindigkeit auf die andere Seite ausbreiten.”
Wenn sich die Lamb-Wellen mit den Meereswellen koppelten, konnten sie Tsunamis erzeugen – nicht nur im Pazifik, sondern auch im Atlantik und im Mittelmeer.
Die Wissenschaftler untersuchen noch immer die Entstehung von Nahfeld-Tsunamis, die im tonganischen Archipel die Küsten entlangliefen. Einige wurden zweifellos durch Druckwellen des Vulkans erzeugt, die auf die Wasseroberfläche drückten, aber es wird auch untersucht, ob der Einsturz eines Teils des Vulkans ebenfalls einen wesentlichen Beitrag leistete.
Dies werden die Projekte zur Kartierung des Meeresbodens zeigen, deren Ergebnisse in den kommenden Wochen veröffentlicht werden sollen.
