Физики заметили, что взрыв полинезийского вулкана Тонга повлиял на ионосферу Казахстана

Извержение вулкана Хунга-Тонга-Хунга-Хаапай вызвало изменения в ионосфере на расстоянии более десятка тысяч километров. Об этом сообщает пресс-служба ФИАН им. Лебедева.

15 января 2022 года произошло извержение вулкана Хунга-Тонга-Хунга-Хаапай, расположенного в стране Тонга (Полинезия). Это извержение стало самым мощным в XXI веке, при этом столб пепла достиг стратосферы и поднялся на высоту 58 километров, вместе с ним в стратосферу было выброшено 146 тераграммов (триллионов граммов) воды. Вызванные извержением атмосферные колебания достигли Москвы и несколько раз обогнули Землю.

Теперь российские физики выяснили, что атмосферные волны также повлияли на ионосферу, нижняя граница которой проходит на высоте 60 км. Это удалось выяснить с помощью Тянь-Шанской высокогорной станции ФИАН и радиополигона «Орбита» казахстанского Института ионосферы (Алматы), а также ряда космических спутников.

«Мы наблюдали эффекты возмущений, вызванных плотной воздушной волной, которая образовалась в момент взрыва вулкана и распространялась в земной атмосфере. На уровне земли и до высоты в несколько километров это возмущение воспринималось как кратковременный скачок атмосферного давления, которое можно было измерить обычными методами, например цифровым барографом. На высоте ионосферы 70-100 км от поверхности энергия воздушной волны, распространявшейся в атмосфере, передавалась ионизированным слоям воздуха, что приводило к изменениям плотности распределения электрического заряда на этой высоте», — пояснил Назыф Салихов, один из авторов исследования.

Энергия взрыва может передаваться в ионосферу через резонанс акустико-гравитационных колебаний в атмосфере. Возмущения ионосферы, вызванные взрывным извержением вулкана Хунга–Тонга, ученые зафиксировали с помощью сети приемников Глобальной навигационной спутниковой системы (GNSS), которая обычно используется для измерения общей концентрации электронов в ионосфере. Заметные ионосферные эффекты также наблюдались спутниками миссий ICE и GOLD, расположенными на низкой околоземной и геостационарной орбитах. Приемники GNSS идентифицировали два типа перемещающихся ионосферных возмущений (TID), которые распространялись от эпицентра взрыва: два крупномасштабных и несколько среднемасштабных TID. Наиболее доминирующий среднемасштабный TID двигался со скоростью около 200-400 м/с и совпал с возмущением приповерхностного атмосферного давления. Таким образом, ученые убедились, что ионосфера является чувствительным детектором атмосферных волн и геофизических возмущений.

Возмущения в ионосфере могут также влиять на земную поверхность — например, в почве могут возникать теллурические токи. Два таких возмущения были обнаружены в записях теллурического тока в моменты прихода волны Лэмба и акустико-гравитационной волны к пункту регистрации токов на Тянь-Шаньской высокогорной станции.

Авторы надеются, что исследование подобных процессов позволит прогнозировать последствия извержений вулканов и землетрясений для климата.