5 rzeczy, które powinieneś wiedzieć o Hunga Tonga-Hunga Ha’apai

Każdego roku dochodzi do kilkudziesięciu erupcji wulkanów, ale takie jak ta z Królestwa Tonga zdarzają się najwyżej kilka razy na stulecie. Dlatego poświęćmy chwilę na podsumowanie i podrążenie tego tematu.

Wybuch Hunga Tonga-Hunga Ha’apai (zupełnie szczerze, uwielbiam brzmienie tej nazwy) z 15 stycznia tego roku, przypomniał wszystkim o drzemiącej pod skorupą ziemską potędze. Echo fali uderzeniowej zarejestrowały stacje pomiarowe na całym globie, wysoki na niemal 30 kilometrów pióropusz pyłów przeszył stratosferę, chmura wulkaniczna przykryła obszar porównywalny z terytorium Polski, a sama wyspa… Cóż, właściwie nie ma już żadnej wyspy.

Jednak, żeby lepiej zrozumieć spektakularne wydarzenia z serca Pacyfiku, cofnijmy się o kilka lat.

1. Wyspa istniała od niedawna

Wyspy Hunga Tonga i Hunga Ha'apai

Jak sugeruje nazwa, Hunga Tonga-Hunga Ha’apai powstało z połączenia Hunga Tonga i Hunga Ha’apai, dwóch maleńkich skrawków lądu leżących 60 kilometrów na północ od Tongatapu – głównej wyspy Królestwa Tonga. Wszystko za sprawą serii podwodnych erupcji z marca 2009 i grudnia 2014 roku, które najpierw pozwoliły wulkanowi na tymczasowe wychynięcie spod powierzchni wody, a w końcu na usypanie stałego dwukilometrowego pomostu między wspomnianymi wysepkami. Powstały w ten sposób krajobraz mógłby z powodzeniem stać się scenerią dla jakiegoś filmu fantasy. Dwa strome, wysokie na 120 metrów, obrośnięte bujną rajską florą masywy, a w środku popielne pustkowie zdominowane przez przerażający krater o średnicy pół kilometra.

Zniszczona Hunga Tonga-Hunga Ha'apai
Zdjęcie satelitarne wykonane 18 stycznia. Jak widać Hunga Tonga-Hunga Ha’apai po siedmiu latach zakończyło swoje istnienie.

Zaskakujący był sam fakt, że nowa wyspa doczekała aż do tego roku. Lądy formowane w ramach gwałtownych morskich erupcji – określanych fachowo wybuchami Surtseyana – rzadko kiedy okazują się trwałe. W rzeczy samej, w ostatnim stuleciu tylko trzy tego typu wyspy zdołały oprzeć się falom i zachować kształt dłużej niż kilka miesięcy: islandzka Surtsey (stąd nazwa stylu erupcji), należąca do Azorów Capelinhos i właśnie tongijska Hunga Tonga-Hunga Ha’apai. Oczywiście ta ostatnia, w wystrzałowym stylu, już wypisała się z tej krótkiej listy.

2. Najbardziej aktywna strefa subdukcji na świecie

Grzbietu oceaniczny Tonga-Kermadec

Powiedzieć, że rejon archipelagu Tonga jest aktywny geologicznie, to jakby nic nie powiedzieć. Pozostaje on częścią sławnego pacyficznego pierścienia ognia, czyli gigantycznego pasa uskoków, rowów i wulkanów, ciągnącego się od Nowej Zelandii, przez Indonezję, Japonię, Kamczatkę, Aleuty i wybrzeża obu Ameryk, aż po Ziemię Ognistą. Obszar ma długość 40 tysięcy kilometrów (można by opasać nim cały glob na wysokości równika) i odpowiada za uwalnianie 3/4 energii sejsmicznej generowanej przez naszą planetę.

Pozwólmy sobie jednak na odrobinę większą szczegółowość. Istnienie archipelagu, ale i wszystkie jego kataklizmy, wynikają z położenia na samym środku grzbietu oceanicznego Tonga-Kermadec. To długa na 3 tysiące kilometrów struktura, przylegająca równolegle do Rowu Tonga – największej głębiny świata zaraz po Rowie Mariańskim. Ogólnie rzecz biorąc, mamy tu do czynienia z linią subdukcji, gdzie jedna płyta tektoniczna nieustannie wciska się pod drugą, wpadając do płaszcza i wywołując przy okazji całą gamę intensywnych zjawisk tektonicznych. Strefa Tonga-Kermadec jest przy tym niesłychanie dynamiczna. Subdukcja przebiega tu w rekordowym tempie przekraczającym nawet 20 cm rocznie, co w zestawieniu ze spotykaną w innych miejscach średnią 2-8 cm, należy uznać za geologiczny ekspres.

3. Fala uderzeniowa okrążyła Ziemię

Huk erupcji Hunga Tonga

Natychmiast po pojawieniu się informacji o wydarzeniach z Tonga, wiele osób (sam nie stanowiłem tu wyjątku) było ciekawych, z jaką energią mieliśmy do czynienia. Niestety, położenie wulkanu pośrodku niczego i obfita chmura pyłów, mocno utrudniła ekspertom szczegółową ocenę sytuacji. Dopiero po trzech dniach naukowcy z podlegającego NASA Centrum Goddarda oszacowali siłę pacyficznego wybuchu na 10 megaton TNT. Czy to dużo? Erupcja była nawet 600 razy bardziej energetyczna od Little Boya, który spustoszył Hiroszimę i porównywalna z wynikiem osiągniętym podczas pierwszego amerykańskiego testu termojądrowego Ivy Mike.

Film przygotowany na bazie zdjęć wykonanych przez satelitę NOAA GOES-West.

To wystarczyło, aby tongijska erupcja była wyczuwalna na całym globie. Huk dało się usłyszeć nawet w leżącej 2 tysiące kilometrów na południe od Tonga Nowej Zelandii, a według niektórych źródeł również w oddalonej o 9 tysięcy kilometrów Alasce. Oczywiście wiele tu zależy od stanu pogody i wiatru, bo np. w położonym w podobnej odległości Singapurze zarejestrowany sygnał znajdował się już poniżej progu słyszalności. Niemniej lekkie zmiany ciśnienia i infradźwięki było można zauważyć na wykresach stacji pomiarowych na całej planecie. W Polsce o nadejściu fali uderzeniowej poinformowało m.in. Wysokogórskie Obserwatorium Meteorologiczne na Kasprowym Wierchu. Aparatura odnotowała skok ciśnienia wieczorem 15 stycznia, około czternastu godzin od zdarzenia.

Fala uderzeniowa Hunga Tonga w Polsce
Odczyt zmian ciśnienia udostępniony przez Obserwatorium na Kasprowym Wierchu.

Jeśli chodzi o porównania z innymi wybrykami Matki Natury, najbardziej użyteczny wydaje się Indeks Eksplozywności Wulkanicznej (VEI), oparty o ilość wyplutej materii[1]. Pióropusz pyłów wysoki na około 30 kilometrów i wyrzucenie w przestrzeń 4-9 km³ materiału piroklastycznego, pozwala ocenić niedawny wybuch na 5 lub bardzo słabe 6 VEI w ośmiostopniowej skali. Oznacza to, że Hunga Tonga-Hunga Ha’apai daleko do czarnych legend Krakatau z 1883 (19 km³) i Tambory z 1815 (nawet 100 km³), ale nadal mówimy o kataklizmie, który zdarza się raz czy dwa na pokolenie. Niedawna eksplozja pod każdym względem przerosła choćby największą zarejestrowaną w kontynentalnej części USA, medialną erupcję Mount St. Helens z 1980 roku. Ustępuje natomiast takim zdarzeniom jak wybuchy Santa Maria z 1902, Novarupta z 1912, Quizapú z 1932 i Pinatubo z 1991 roku.

Jeśli wstępne szacunki są poprawne, to mieszkańcy Tonga byli świadkami piątej największej erupcji licząc od początku XX wieku oraz drugiej (po Pinatubo) w ostatnim półwieczu.

4. Erupcja nie wpłynie znacząco na klimat

Hunga Tonga-Hunga Ha'apai widoczny z ISS
Zdjęcie wykonane podczas przelotu Międzynarodowej Stacji Kosmicznej nad Pacyfikiem. Pomarańczowa poświata to pyły wyrzucone przez wulkan do stratosfery.

Jak wspomniałem, erupcja Hunga Tonga-Hunga Ha’apai wprowadziła do atmosfery kilka kilometrów sześciennych materiału piroklastycznego, czemu towarzyszyła równie imponująca emisja różnorodnych gazów. Szczególnie istotny w tym kontekście wydaje się dwutlenek siarki: bezbarwny, toksyczny gaz, który w stratosferze konwertuje w kwas siarkowy i aerozole siarczanowe. Mowa o związkach nie tylko szkodliwych dla zdrowia, ale również wzmacniających odbijanie promieni słonecznych, co potencjalnie może przyczynić się do zjawiska zimy wulkanicznej.

Zgodnie z oceną nowozelandzkiego klimatologa Jima Salingera, ostatnie wydarzenia wpompowały do stratosfery około 400 tysięcy ton dwutlenku siarki. Wbrew pozorom, nie jest to jednak ilość, która spowoduje długotrwałe i globalne ochłodzenie. W rok po eksplozji filipińskiego wulkanu Pinatubo z 1991 roku, termometry na całym świecie wskazywały wartości niższe o średnio 0,4 stopnia, jednak do wywołania takiego efektu potrzeba było aż 17 milionów ton SO2, czyli ponad 40 razy więcej. Nie zmienia to faktu, że mieszkańcy Polinezji mogą przez jakiś czas zmagać się z regionalnymi anomaliami pogodowymi.

5. Tsunami było zabójcze, ale mogło być gorzej

Mieszkańcom regionów pozbawionych dostępu do otwartego oceanu, tsunami kojarzy się głównie z niosącym apokalipsę 20 lub 30-metrowym walcem wody, miażdżącym ludzi i dewastującym budynki. Na szczęście aż tak potężne kataklizmy pozostają rzadkością, a ich wystąpienie wymaga określonych okoliczności. Większość tsunami to serie fal wywołanych trzęsieniem ziemi, wybuchem lub osuwiskiem, o kilkumetrowej wysokości, ale o sporych długościach i okresach. Co charakterystyczne, takie wzburzenie wody może być niemal niewidoczne na środku oceanu i dać o sobie znać dopiero w pobliżu brzegu. Przykładowo, tsunami mierzące metr na głębokim akwenie, docierając do płycizny wzrośnie cztery lub pięć razy. Oznacza to również, że zależnie od topografii, ta sama fala nie będzie w jednakowym stopniu zagrażać wszystkim wybrzeżom.

Tyle teorii. Problem polega na tym, że gros wysepek Polinezji jest małych i płaskich, w związku z czym każde tsunami może stanowić poważne zagrożenie dla tubylców. W końcu niełatwo ukryć się przed żywiołem na skrawku ziemi, gdzie najwyższy punkt wznosi się zaledwie 28 metrów ponad poziom morza. A właśnie w takiej sytuacji znalazła się 70-tysięczna populacja Tongatapu. Fale wdarły się w głąb wyspy, zmywając 50 domów, uszkadzając kolejne sto, zalewając pałac królewski i uśmiercając trzy osoby. Jaka była ich wysokość? Tu mam zgrzyt, ponieważ wstępne doniesienia Reutersa i innych mediów mówiły o wartościach 1,2-1,5 metra, co zdawały się potwierdzać niektóre nagrania. Jednak późniejsze oświadczenie władz Tonga, wspomniało o 15-metrowej (!) ścianie wody, która miała rąbnąć o zachodnie wybrzeże głównej wyspy.

W każdym razie, wkrótce tsunami rozeszło się we wszystkich kierunkach i pomknęło ku wybrzeżom Azji, Australii oraz obu Ameryk. Co ciekawe, pewne szkody wyrządziło w oddalonym o 10 tysięcy kilometrów Peru, gdzie wysokie fale zmusiły władze do zamknięcia dwudziestu portów i przyczyniły się do śmierci dwóch mężczyzn.

W ramach ciekawostki: wysokość tsunami odnotowana w różnych miejscach Ameryki Północnej (National Oceanic and Atmospheric Administration).

Raczej nie wypada mówić o szczęściu, kiedy ktoś ginie, a setki osób tracą dach nad głową. Jednak, kiedy przypomnimy sobie tragiczne następstwa trzęsień ziemi na Oceanie Indyjskim w 2004 (220 tysięcy ofiar) i japońskiego wybrzeża Tōhoku w 2011 roku (16 tysięcy ofiar) – trzeba uczciwie przyznać, że w ogólnym rozrachunku tsunami wygenerowane przez Hunga Tonga-Hunga Ha’apai, okazało się dość łaskawe.

Literatura uzupełniająca:
D. Funkhouser, From Top to Bottom: Scientists Map a New Island Volcano, [online: news.climate.columbia.edu/2016/05/04/from-top-to-bottom-scientists-map-a-new-island-volcano];
E. Gray, The New and the Lost World of Hunga Tonga-Hunga Ha’apai, [online: blogs.nasa.gov/earthexpeditions/2019/10/21/the-new-and-the-lost-world-of-hunga-tonga-hunga-haapai];
L. Chardot, The Hunga Tonga-Hunga Ha’apai Eruption Recorded in Singapore, [online: earthobservatory.sg/blog/hunga-tonga-hunga-ha%E2%80%99apai-eruption-recorded-singapore];
A. Zijlstra, The VEI-5 millennium eruption of Hunga Tonga, [online: volcanocafe.org/the-vei-5-millennium-eruption-of-hunga-tonga];
J. Morton, No, Hunga-Tonga eruption won’t slow global warming, [online: newstalkzb.co.nz/news/national/no-hunga-tonga-eruption-wont-slow-global-warming];
S. George, Volcanic Pollution, [online: intlpollution.commons.gc.cuny.edu/volcanic-pollution].
[+]
Z wykładu Hellera: Niepojmowalna pojmowalność wszechświata Ukryty chaos Układu Słonecznego Wielkie, przepastne nic – o kosmicznych pustkach