200 тысяч молний в одном месте — как такое возможно?
В январе прошлого года на одном из 177 островов государства Тонга, затерянного в Тихом океане, произошло невероятное извержение подводного вулкана. О том, что это историческое событие, стало известно лишь недавно — когда ученые подсчитали, сколько молний спровоцировало это сейсмособытие.
Тонга — страна вулканов. Она расположена там, где сходятся Тихоокеанская и Австралийская литосферные плиты, поэтому архипелаг составляют атоллы и вулканические острова. Среди них два необитаемых — Хунга-Тонга и Хунга-Хаапай. Они — надводная часть активного вулкана Хунга (первое задокументированное извержение произошло в 1912 году). До середины прошлого десятилетия их разделяло около полутора километров океана, а в 2014–2015 годах произошло извержение, после которого между ними из воды поднялся кратер — и два острова стали одним.
Правда, долго быть вместе Хунга-Тонге и Хунга-Хаапайю оказалось не суждено. В конце 2021 года там началось такое извержение, что даже видео передает его размах.
Этот выброс вошел в историю. Подводный вулкан изверг в небо облако газа, пыли и пара высотой 58 км. Грохот от извержения слышали не только по всему архипелагу, но и на Фиджи, и даже в Новой Зеландии и Австралии. ЧП вызвало цунами, сначала обрушившееся на острова Тонги, а потом прошедшее по всему Тихому океану. Волна добралась до Южной Америки, и в Перу из-за нее погибли два человека.
Извержение Хунги спровоцировало беспрецедентную активность молний. В самый его разгар ученые насчитали более 2600 разрядов в минуту — это в два раза больше, чем при мощнейшей грозе, которую когда-либо удавалось зафиксировать. При помощи спутниковых и наземных датчиков некоторые вспышки были зарегистрированы на рекордных высотах 20–30 км. Всего было зарегистрировано более 200 тысяч молний, пишут исследователи в научном журнале Geophysical Research Letters. Ученые сделали вывод, что мощный вулканический шлейф способен создать собственную погодную систему и электрическую активность на огромной высоте.
О том, что извержения вулканов вызывают молнии, писал еще древнеримский писатель Плиний Младший. Описывая извержение Везувия в 79 году н. э., он указывал, что над кратером собрались темные тучи и сверкали молнии. Тогда на высоту более 10 км было выброшено более 1 км3 тефры. Тем не менее полноценно изучать природу процесса, который сегодня называют грязной грозой, начали лишь в начале этого тысячелетия. Для этого к услугам ученых современные технологии, в том числе данные спутников.
Вулканическая зима
Самым мощным в истории считается извержение вулкана Тамбора в Индонезии в 1815 году. От него погибли от 11 до 12 тысяч человек. В результате случившегося было практически уничтожено местное сельское хозяйство, что привело к голоду и болезням. Это унесло еще около 60 тысяч жизней. Извержение уничтожило культуру жителей острова Сумбава.
Грохот был слышен на расстоянии 2000 км. Извержение вызвало глобальную климатическую аномалию — вулканическую зиму: 1816 год известен как «год без лета».
Схожим по происхождению с вулканом на Тонге было извержение Анак-Кракатау в 2018–2019 годах. В Индонезии грязная гроза была вызвана контактом лавы и морской воды, которые встретились во время частичного разрушения острова. При выбросе вулканических пород образовалось много пара и пепла, которые достигли верхних слоев тропосферы. Тогда же был установлен предыдущий рекорд по количеству электрических разрядов — более 150 тысяч за шесть дней.
Почему вулкан провоцирует молнии? При разломах и подвижках горных пластов во время извержения появляются электрические заряды. Их усиливает трение между отрицательно заряженными частицами пепла, вылетающими из жерла вулкана, и положительно заряженными вулканическими газами. Чем меньше размер частиц, тем больше будет молний.
Слева направо, сверху вниз: извержение подводного вулкана в Исландии в 1963 году, в результате которого образовался остров Сюртсей; Эйяфьядлайёкюдль в марте 2010 года; Тааль, Филиппины, январь 2020 года. Сакурадзима, Япония, Март 2015 года; Кумбре-Вьеха, остров Пальма, Канарские острова, октябрь 2021 года; Этна, Италия, ноябрь 2013 года
Фото: © Sigurgeir Jónasson; © Marco Fulle; © Domcar C. Lagto; © Martin Rietze; © INVOLCAN; © Simona Scollo. Изображение: © C. Cimarelli, K. Genareau / A review of volcanic electrification of the atmosphere and volcanic lightning / ScienceDirect
Молнии возникают чаще, если вулканическое облако над кратером поднимается выше 7 км. Играет роль и содержание воды в магме: когда она вырывается из жерла вулкана, вода превращается в пар и помогает образованию грозовой тучи.
Недавнее извержение снова сделало Хунга-Тонгу и Хунга-Хаапай отдельными островами, причем последний превратился в крошечный кусочек земли. Однако все еще может измениться — наблюдения показали, что вулканическая активность сохраняется.
