科學(xué)家揭秘湯加火山如何引發(fā)全球海嘯

1883年8月，印度尼西亞一個(gè)名為喀拉喀托（Krakatau）或喀拉喀托（Krakatoa）的多山島嶼自我毀滅了。偶發(fā)的火山噴發(fā)在一次爆炸中達(dá)到了頂峰，將碎片送到80公里高的地方，使80萬平方公里的地球表面被腐蝕性的火山灰所覆蓋。由于該島的大部分被炸開并濺入海中，海嘯上升并撞向附近的爪哇島和蘇門答臘島，造成這次火山爆發(fā)的36000人死亡。

雖然印度尼西亞首當(dāng)其沖，但喀拉喀托火山爆發(fā)對(duì)整個(gè)世界產(chǎn)生了令人困惑的影響。盡管喀拉喀托火山的海嘯似乎不可能從印度洋躍過大陸并進(jìn)入其他大洋盆地，但不知何故，小海嘯在太平洋和大西洋的國家海岸線上拍打。由于缺乏其他的解釋，當(dāng)時(shí)的科學(xué)家們把這些遠(yuǎn)距離的海嘯歸咎于時(shí)間巧合的地震。

在2022年1月15日，南太平洋上一個(gè)名為Hunga Tonga-Hunga Ha'apai的大部分被淹沒的火山大鍋釋放出噩夢(mèng)般的吼聲。它的火山灰蘑菇云和當(dāng)?shù)氐暮[摧毀了湯加王國的群島。雖然它造成的死亡人數(shù)少得可憐，但這座火山打破了各種記錄。它把碎片炸到了三分之二的地方；它的火山灰云每小時(shí)產(chǎn)生多達(dá)20萬個(gè)閃電；而爆炸本身是有史以來最強(qiáng)大的記錄之一。

美國地質(zhì)調(diào)查局阿拉斯加火山觀測(cè)站的地球物理學(xué)家馬修-哈尼說，就爆炸的規(guī)模和能量而言，湯加的事件"基本上就像喀拉喀托火山2號(hào)"。在6000英里之外的安克雷奇，你能聽到火山噴發(fā)的聲音，這簡(jiǎn)直讓他大吃一驚。同時(shí)一連串的海嘯，幾十厘米高，飛濺到不同的海洋盆地的遙遠(yuǎn)海岸上。

這一次，科學(xué)家認(rèn)為他們已經(jīng)找到了解決方案。當(dāng)?shù)厍蛏系牟ǜ邷y(cè)量?jī)x與相應(yīng)的氣壓傳感器相匹配時(shí)，很明顯，爆炸產(chǎn)生的壓力波一定與多個(gè)大洋和海洋的表面相連，將能量轉(zhuǎn)移到水中，并產(chǎn)生了無數(shù)的海嘯。這一解釋同時(shí)解決了關(guān)于喀拉喀托火山的一個(gè)長(zhǎng)達(dá)139年的謎團(tuán)。但是，正如所有全面的科學(xué)啟示一樣，新的問題已經(jīng)出現(xiàn)了。火山的壓力波何時(shí)以及為何影響世界各地的海浪？為什么湯加的遠(yuǎn)距離海嘯只出現(xiàn)在某些海岸線上？這些海嘯到底有多大的威力，以及潛在的破壞性？

在那場(chǎng)大海嘯穿越太平洋到達(dá)日本的近三個(gè)小時(shí)前，小波峰抵達(dá)了東京以南約1000公里的小笠原群島。同一天，類似的波峰出現(xiàn)在從波多黎各到墨西哥的加勒比海，甚至在離火山爆發(fā)18000公里的地中海。這些小而快速的波浪提醒了一些科學(xué)家，地球可以通過一種不太常規(guī)的方式來制造海嘯：利用大氣。暴風(fēng)雨有時(shí)可以產(chǎn)生持續(xù)的、重大的大氣擾動(dòng)。

1929年，英國數(shù)學(xué)家和海洋學(xué)家Joseph Proudman假設(shè)，如果一個(gè)擾動(dòng)在一個(gè)水體上方以一定的速度移動(dòng)，它可以啟動(dòng)現(xiàn)在稱為Proudman共振的東西。他的方程式顯示，大氣壓力波可以將能量傳遞給水中的波浪，使它們變得更大。而當(dāng)這些被放大的波浪沖擊海岸時(shí)，它們被稱為流星海。普魯?shù)侣臄?shù)學(xué)運(yùn)算最終表明，當(dāng)大氣擾動(dòng)的速度與水波的速度相同時(shí)，從天空到海洋的能量轉(zhuǎn)移是最有效的。而水波的速度取決于水的深度。