Tonga-Ausbruch wurde durch eine Explosion verursacht, die „fünf Atombomben“ entspricht, behaupten Forscher

Der Ausbruch des Vulkans Hunga Tonga am 15. Januar 2022 war eines der stärksten seismischen Ereignisse unserer Zeit. Er verursachte eine 58 km hohe Aschewolke, verheerende Tsunamis und seismische Wellen, die auf der ganzen Welt zu spüren waren.

Ein solches Ereignis steht noch immer unter dem Mikroskop der Wissenschaftler, die mit immer ausgefeilteren Instrumenten die Ursachen und Folgen des Ausbruchs und die Gründe für seine Heftigkeit erforschen.

Eine kolossale Explosion

Eine Studie, die vor einigen Tagen in der Zeitschrift Geophysical Research Letters veröffentlicht wurde, kommt zu dem Schluss, dass die Explosion der Wirkung von fünf Unterwasser-Atombomben entsprach: "Das Volumen des Wassers, das während des Ereignisses aufstieg, war enorm. Nach unseren Schätzungen reichte das Wasser aus, um etwa eine Million olympische Standardschwimmbecken zu füllen", so Dr. Phạm, Mitautor der Studie.

Wissenschaftler der Australian National University (ANU) versuchten, die Mechanismen besser zu verstehen, die eine so starke Eruption auslösten. Dazu kombinierten sie zwei Analysemodelle: zum einen den seismischen Momententensor (MT), der die Bewegung und Ausbreitung von Gesteinen in der Erde darstellt. Zum anderen die Einzelkraft (SF), die die Aufwärtsreaktion beschreibt, die durch die Explosion entsteht.

Die Forscher nutzten Daten von seismischen Wellen, die sich über die Erdoberfläche ausbreiteten und an mehreren regionalen Stationen aufgezeichnet wurden. Um zu verstehen, wie sich seismische Wellen ausbreiten, verwendeten sie ein eindimensionales Modell der Erde, das zeitliche Änderungen vornimmt, um die beobachteten Wellenformen und die Vorhersagen anzupassen.

Sie berücksichtigten verschiedene Parameter, um ihre Analyse abzustimmen und genauer zu machen. Auf diese Weise konnten sie sich ein vollständigeres Bild des eruptiven Phänomens machen.

Die Kräfte, die zusammenwirkten, um eine Unterwasserkatastrophe zu verursachen

Die Ergebnisse zeigten, dass das Ereignis als eine Kombination aus einer unterseeischen Explosion und einer erheblichen Aufwärtskraft beschrieben werden kann. Die nach oben gerichtete Kraft ist vergleichbar mit dem Auslösen einer Feder: Das Wasser über dem Vulkan steigt abrupt an und verursacht einen plötzlichen Druckabfall am Meeresboden.

Dies führt dazu, dass der Meeresboden mit einer nach oben abprallenden Kraft reagiert, so als ob das Wasser versucht, an seinen Platz zurückzukehren, nachdem es zusammengedrückt wurde.

"Mit Hilfe von seismischen Wellenformmodellen beobachteten wir während des Ereignisses eine erhebliche vertikale Kraft, die nach oben gerichtet war. Zunächst verwirrte uns das, aber dann erkannten wir, dass der feste Boden nach dem Anstieg der Wassersäule nach oben abprallte", erklärte Professor Hrvoje Tkalčić, Mitautor der Studie.

Schließlich konnten sie feststellen, dass das erste große Eruptionsereignis wahrscheinlich sowohl eine Explosion (MT) als auch eine nach oben gerichtete Kraft (SF) aufgrund des schnellen Anstiegs des Wassers über dem Vulkan beinhaltete.

"Mit Hunga Tonga haben wir es mit einem relativ kurzlebigen explosiven Ereignis zu tun, das weltweit beobachtet wurde, und wieder einmal mit wissenschaftlich motivierter Neugier und forensischer Seismologie vom Feinsten", sagte Tkalčić.

"Dies ist eines der größten Ereignisse unseres Lebens. Glücklicherweise hatten wir mehrere Möglichkeiten, es aufzuzeichnen, von Satellitenbilddaten bis hin zu seismischen Sensoren, die Schallwellen und Strukturen aufzeichnen", sagte Jinyin Hu, Mitautor der Studie und Doktorand an der ANU.

Quellenhinweis:

Jinyin Hu, Thanh-Son Phạm, Hrvoje Tkalčić. A Composite Seismic Source Model for the First Major Event During the 2022 Hunga (Tonga) Volcanic Eruption. Geophysical Research Letters (2024).