موجات غامضة تغمر الأرض… فيديو وصور

موجات غامضة تغمر الأرض… فيديو وصور

تسبب ثوران بركاني قبالة سواحل تونغا في حدوث تموجات غامضة متحدة المركز في الغلاف الجوي.

لم ير العلماء شيئًا كهذا من قبل. تم تسجيل تقلبات الموجة على السطح وفوق الأرض في طبقة الأيونوسفير. تم تفسير هذه الظاهرة الفريدة من خلال موجات الجاذبية، ولكن تبين أن كل شيء أكثر تعقيدًا.

البركان وموجات الجاذبية الجوية

استيقظ بركان هنغجا – تونغا – هونغغا – هاباي قبالة ساحل جزيرة مملكة تونغا في ديسمبر 2021، وبعد شهر حدث انفجار قوي، تسبب في زلازل وأمواج تسونامي التي وصلت إلى ساحل بيرو على الجانب الآخر من المحيط الهادئ. ارتفعت سحابة ضخمة من الرماد عشرين كيلومترًا في طبقة الستراتوسفير. سُمع صوت الانفجار على بعد آلاف الأميال في إقليم يوكون بكندا، وتم تسجيل موجات دون سرعة الصوت – أقل من عتبة السمع البشري – بواسطة أجهزة في جميع أنحاء العالم.

Nedjeljka Žagar created a simulation of the atmospheric response triggered by the eruption over the first 24 hours. The colors of the wave represent a perturbation of the height of the stratosphere (positive is red, negative is blue). pic.twitter.com/Z1BdIZyfDe

— AGU’s Eos (@AGU_Eos) January 21, 2022

بالإضافة إلى ذلك، تسبب الانفجار البركاني في تقلبات هائلة في الغلاف الجوي – ما يسمى بموجات الجاذبية الجوية. تم اكتشافها بواسطة القمر الصناعي أكوا التابع لناسا بعد بضع ساعات. تظهر صوره عشرات الدوائر متحدة المركز، كل منها يمثل موجة سريعة الحركة.

Nedjeljka Žagar created a simulation of the atmospheric response triggered by the eruption over the first 24 hours. The colors of the wave represent a perturbation of the height of the stratosphere (positive is red, negative is blue). pic.twitter.com/Z1BdIZyfDe

— AGU’s Eos (@AGU_Eos) January 21, 2022

إن موجات الجاذبية الصوتية معروفة جيدًا لفيزيائيي الغلاف الجوي، ولكن لم يتم تسجيلها من قبل بوضوح خلال الانفجارات البركانية. عادة، ترتبط الموجات القوية بالزلازل والتسونامي وبعض الأحداث الاصطناعية مثل إطلاق الصواريخ أو الانفجارات. تنشأ موجات أصغر نتيجة لمجموعة متنوعة من الظواهر – حركات الجبهات الجوية، والعواصف الرعدية، والعواصف المغناطيسية الأرضية، والتوهجات الشمسية، وحتى التقلبات اليومية في الغلاف الجوي.

يقول سيرغي بولينيتس، كبير الباحثين في معهد أبحاث الفضاء التابع لأكاديمية العلوم الروسية: “لا يوجد شيء غير عادي في هذه الموجات. في الواقع، هذه موجات صوتية، فقط مع اهتزازات منخفضة للغاية، لذلك لا نسمعها، مثل أي صوت، تظهر أثناء تمدد ضغط الهواء، عندما تتحرك كتل الغلاف الجوي”.

دارت موجات انفجار البركان حول الكرة الأرضية عدة مرات، وسجلت البارومترات في أجزاء مختلفة من العالم عدة رشقات نارية صغيرة – حوالي 1.5 مليبار – من الضغط المتزايد. وقال المكتب المحلي لهيئة الأرصاد الجوية الوطنية في سياتل، على الساحل الغربي للولايات المتحدة، كانت الزيادة قوية لدرجة أنها بددت الضباب المحلي التقليدي. في المملكة المتحدة، على مسافة حوالي 16500 كيلومتر من جزر تونغا، تم اكتشاف الموجة الأولى بعد 14 ساعة من الانفجار، مما جعل من الممكن تحديد سرعتها – حوالي 330 مترًا في الثانية. هذا يتوافق مع سرعة الصوت تقريبًا. تم تسجيل الموجات اللاحقة بواسطة مقاييس حساسة بشكل خاص ليوم آخر.

تم الشعور بالموجة الأولى في جميع أنحاء العالم. تم تسجيله من قبل جميع محطات نظام المراقبة فوق الصوتية التابع لمنظمة معاهدة الحظر الشامل للتجارب النووية البالغ عددها 53 محطة والتي تقع على مسافة 1800 إلى 18000 كيلومتر من البركان. للمقارنة: تم التقاط نصف نقاط الشبكة فقط من موجات الغلاف الجوي من نيزك تشيليابينسك الذي هز الأرض في عام 2013.

ليس مجرد موجة

من الناحية النظرية، يمكن أن يتسبب التدفق السريع للهواء الساخن والرماد من البركان المتفجر إلى الغلاف الجوي العلوي في إحداث موجات الجاذبية الصوتية على نطاق أوسع. ومع ذلك، فإن ما لاحظه العلماء بعد ثوران بركان هنغجا – تونغا – هونغغا – هاباي لم يتناسب مع المخطط من حيث الحجم والنمط. بدت التذبذبات في الصور وكأنها مزيج من موجات مختلفة الأنواع والأحجام.

The initial atmospheric response to the eruption was captured by @MathewABarlow using NOAA’s GOES-West satellite infrared radiance data (band 13). This sequence is based on images taken 10 minutes apart, and colors show the difference in infrared radiance between each time step. pic.twitter.com/GAIgyQxjI3

— AGU’s Eos (@AGU_Eos) January 21, 2022

يلاحظ سيرغي بولينتس أن “الميزة هي أن هذا انفجار بركاني تحت الماء”. “الموجة الصوتية من الانفجار نفسه والموجة الجوية من انبعاث رماد قوي متراكب. تسبب تسونامي آخر. خلقت المقاييس المختلفة نمطًا غنيًا من التذبذبات ذات الترددات المختلفة في وسط المحيط، انطلقت موجة دائرية ولم تنعكس كما في ثوران بركاني على الساحل”.

كانت السرعة المتفجرة للثوران غير عادية أيضًا. عادة تصب البراكين الحمم البركانية وتلقي بها لعدة أيام، وأحيانا أسابيع. هنا حدث كل شيء في غضون دقائق – نتيجة اندفاع قوي واحد.

قدر خبراء ناسا قوة انفجار هنغجا – تونغا – هونغغا – هاباي بعشرة ميغا طن من مادة تي إن تي. هذا أقوى 500 مرة من انفجار القنبلة الذرية التي أسقطت على هيروشيما. أدى الانفجار الهائل، وكذلك الانهيار تحت الماء وما صاحب ذلك من تسونامي، إلى توليد طيف كامل من الأمواج المنتشرة في كل من الطبقات السفلى والعليا من الغلاف الجوي. بالإضافة إلى الجاذبية الصوتية – الموجات فوق الصوتية، وموجات الحمل والتذبذبات الكهرومغناطيسية في طبقة الأيونوسفير. هذا، وفقًا للعلماء، هو تفرد أحداث الغلاف الجوي التي أدت إلى ثوران البركان.

تُظهر صور الأقمار الصناعية موجات تموج مثل الحجر الذي تم إلقاؤه في بركة حيث اخترق عمود من الرماد الغلاف الجوي السفلي. أطلقت التصريفات الساكنة بداخله موجة من البرق البركاني. سجلت الأقمار الصناعية أكثر من 60 ألف ضربة في الخمسة عشر دقيقة التي أعقبت انفجار البركان الأولي، أي ما يعادل 70 ضربة برق في الثانية.

بعد ذلك في كل الاتجاهات بدأت موجة الصدمة الجوية في الانحراف عن العمود، مما أدى إلى قفزة في الضغط الجوي. باستخدام بيانات من القمر الصناعي GOES-West التابع لناسا والمتوفر عبر الإنترنت، قام ماثيو بارلو، أستاذ علوم البيئة والأرض والغلاف الجوي في جامعة ماساتشوستس لويل، ببناء صورة مركبة لحركة الموجة الأصلية عبر الغلاف الجوي للأرض.

يبدو تسلسل الأحداث كما يلي: تولد موجة الصدمة موجة صوتية عالية التردد، تنتقل بعد فترة إلى موجة منخفضة التردد، ثم إلى موجة فوق صوتية. في الطبقات العليا من الغلاف الجوي، حيث تتأين الغازات، تنقسم إلى جسيمات مشحونة – أيونات وإلكترونات – تسبب الموجات بالفعل اهتزازات كهرومغناطيسية.

باستخدام بيانات من العديد من أجهزة الاستشعار الأرضية والفضائية، أنشأت الفيزيائية البريطانية كاثرين ميتشل من جامعة باث الفيديون الذي يُظهر كيف تنتشر موجات السماء من البركان باتجاه نيوزيلندا في غضون ساعات قليلة بعد الانفجار. يُنظر إليها على أنها تغيير في الانحرافات الإيجابية والسلبية لمحتوى الإلكترون الكلي. وبحسب الاتحاد الجيوفيزيائي الأمريكي، فقد استغرقت الأمواج خمس ساعات لتصل إلى ساحل الولايات المتحدة.

 

اقرأ ايضاً:ملكة جمال تلقي بنفسها من ناطحة سحاب