Зафіксована найпотужніша гроза на Землі

Виверження вулкану Тонга (повна назва Хунга-Тонга-Хунга Хаапай), яке спричинило найпотужніший атмосферний вибух з усіх коли-небудь зафіксованих, також породило рекордну кількість ударів блискавок під час надпотужної грози, яка тривала 11 годин і поширилася на 240 км.

Тонга
Майже 200 тис. спалахів блискавок (синіми крапками) освітлили хмару попелу вулкана Тонга під час його виверження в січні 2022 року. Авторство: AGU/Van Eaton et al (2023)/Geophysical Research Letters

Вулкан, розташований у південній частині Тихого океану, почав виверження у грудні 2021 року. Але його найбільш вибухонебезпечна подія сталася лише 15 січня 2022-го. Попри те, що кальдера вулкана на 150 м нижче рівня моря, вибух прорвався крізь воду і викинув шлейф попелу заввишки 58 км зі швидкістю виверження 5 млрд кг/с — більше, ніж виверження вулкана Святої Єлени в травні 1980 року.

Ще один рекорд, який побило виверження — кількість блискавок. Шлейф спричинив найінтенсивнішу блискавку, яку коли-небудь бачило людство: 2600 спалахів на хвилину на піку і загалом близько 192 тис. спалахів протягом 11 годин. Ця гроза відбулася на безпрецедентній висоті від 20 до 30 км, що вище, ніж будь-коли раніше фіксувались блискавки. Ці потужні розряди були зафіксовані як мережею радіоантен, призначених для відстеження гроз, так і двома навколоземними космічними апаратами: супутником GOES-17 Національного управління океанічних і атмосферних досліджень США (NOAA) та супутником Himawari-8 Японського метеорологічного агентства.

Виверження вулкана Хунга-Тонга-Хунга-Хаапай очима супутника GOES-West. Джерело: NOAA

Супутникові знімки показують, що блискавки не були хаотично розподілені по шлейфу, а скоріше виникали в кількох концентричних кільцях, які, схоже, були пов’язані з кожним вибуховим виверженням вулкана. Коли шлейф піднімався вгору, він роздувався, утворюючи «хмару-парасольку».

Як гроза утворюється на такій висоті?

Існує два способи, як блискавка могла утворитися у цій кільцеподібній гравітаційній хвилі. Оскільки виверження Тонга відбувалося під водою, воно виштовхнуло багато тонн води в атмосферу Землі, в результаті чого кристали льоду набули позитивних і негативних зарядів. Крім того, частина вулканічного попелу, який утворився з уламків гірських порід і магми, піднятих у повітря під час виверження, також іонізувалася, що призвело до появи більшої кількості областей з позитивним і негативним зарядом. Саме градієнт електричного заряду спричиняє раптові іскри блискавки.

Хоча блискавичні кільця спостерігалися у вулканічних шлейфах і раніше, під час виверження Тонга вперше було помічено кілька блискавичних кілець — чотири, що відповідало чотирьом фазам виверження вулкана. Блискавки «каталися» пульсуючими кільцями, як серфінгіст на океанських хвилях.

Загадка всередині грози

Блискавичні кільця також називають «блискавковідводами», оскільки всередині кільця блискавки зазвичай не буває. Однак виверження Тонга відрізнялося від інших: отвори почали заповнюватися блискавками за лічені хвилини після того, як гравітаційна хвиля прокотилася повз них. Механізм, який спричинив це заповнення, залишається незрозумілим.

Проте наявність блискавки підкреслює, як електричні спалахи можуть бути використані для раннього попередження про виверження. Зазвичай вулканологам доводиться чекати близько 10 хвилин, поки орбітальний супутник виявить і сфотографує вулканічний шлейф і попередить екстрені служби. Але за цей короткий час цунамі, що утворилися від виверження, можуть затопити прибережні регіони, ураганний вітер зрівняти з землею дерева і будинки, пірокластичні потоки знищити десятки квадратних кілометрів, а попіл заб’є реактивні двигуни літаків. Удари блискавки, однак, реєструються на радіочастотах зі швидкістю світла.

Рекорди сучасності

Крім того, що виверження Тонга б’є рекорди сучасності, воно належить до типу фреатичних, які виникають, коли величезна кількість розплавленої породи проривається крізь товстий шар води. Вибуховий підводний вулкан такого масштабу раніше зустрічався лише в геологічних записах.

Виверження може дати підказку, як такі потужні блискавки виникають на інших планетах, як-от Венері, Юпітері або Сатурні. Докази активного вулканізму на Венері були виявлені на початку цього року в архівних даних місії NASA Magellan до другої планети від Сонця. Однак вулканізм є поширеним на супутнику Юпітера Іо, а форми кріовулканізму спостерігаються на супутнику Сатурна Енцеладі й, можливо, на супутнику Юпітера Європі.

Раніше ми повідомляли про те, як червень побив історичний температурний рекорд.

За матеріалами Space.

Тільки найцікавіші новини та факти у нашому Telegram-каналі!

Приєднуйтесь: https://t.me/ustmagazine

Телескоп у Південній Америці зазнімкував космічного коропа коі
Астрономи відкрили чотири мінінептуни
Гігантський Магелланів телескоп став на крок ближчий до будівництва
Ракетний ступінь великим планом: японський супутник здійснив історичне зближення з космічним сміттям
Міжзоряний ремонт завершено: Voyager 1 відновив передачу всіх наукових даних
Важливий експеримент: NASA відправила у космос відео та фото з домашніми улюбленцями
Астрономи відкрили у пари зір дивовижні паралельні диски
James Webb виявив найвіддаленіший вибух наднової у ранньому Всесвіті
Геть із Чумацького Шляху: знайдена найближча до Землі гіпершвидкісна зоря
Небезпечний випадок декомпресії на МКС викликав переполох в радіоефірі