A tongai vulkánkitörés hatásait a FI műszerei is észlelték
Bevezető
2022. január 15-én, 4 UTC körül, a Csendes-óceán nyugati részén fekvő Tonga-szigetek térségében történt vulkánkitörés M=5,8-es erősségű földrengést okozott, aminek rengéshullámai kb. 20 perc késéssel érték el a magyarországi szeizmológiai mérőállomásokat. Az eseményről és hátteréről Németh Károly vulkanológus professzor tanulmánya itt olvasható.
1. ábra: 2022. január 15-én, 4 UTC körül, a Csendes-óceán nyugati részén fekvő Tonga-szigetek térségében történt vulkánkitörés M=5,8-es erősségű földrengést okozott.
Az ELKH soproni intézete (Földfizikai és Űrtudományi Kutatóintézet, FI) által működtetett szeizmológiai, geodinamikai és geofizikai megfigyelő állomások műszerei (pl. nanoradián és nanométer érzékenységű dőlésmérők illetve extenzométerek, infrahang detektor, légnyomásmérők, stb.) is észlelték a gigantikus robbanás által keltett szeizmikus és légköri lökéshullámok hatásait.
Infrahang mérések
A vulkánkitörés infrahanghullámokat is keltett, aminek hangsebességgel terjedő nyomásváltozásait Kutatóintézetünk 17 000 km-re levő Piszkés-tetői infrahang műszerei is detektálták! (2. ábra)
2. ábra: piszkés-tetői infrahang mérések a tongai vulkánkitörés idején.
A PSZI2 infrahang állomás 24 órás regisztrátumán szépen látszik a két nagy beérkezés, először ÉK-ről, majd kb. 5 óra 20 perc késéssel a hosszabb úton DNY felől. Az állomás mind a 4 műszere érzékelte a vulkánkitörés hatalmas jeleit. Korábban az Etna kitöréseit követő infrahangokat is detektálták már piszkéstetői műszerek (3. ábra).
3. ábra: a piszkéstetői infrahang mérések az Etna kitörése idején.
Az Infrahang állomás működéséről az alábbi cikkben olvashatnak: https://www.eletestudomany.hu/locsolocsovel_az_infrahangok_nyomaban
Légnyomásváltozás
A vulkánkitörés okozta nyomásváltozást a FI által üzemeltetett, Nagycenk közelében található, Széchenyi István Geofizikai Obszervatóriumban lévő légnyomásmérők is észlelték. A nyomási zavar nagyjából 15 óra alatt érte el hazánkat. Az obszervatóriumban több mérés keretében, összesen három légnyomásmérő üzemel. A legújabb műszer (Väisälä PTB110) adatai alapján a légnyomásváltozás értéke meghaladta az 1 hPa-t (4. ábra, felső panel). A lökéshullám két irányból érte el a térségünket, ezért látható két zavart időszak a mérésben (15-én 19 UTC után, illetve 16-án 1 UTC környékén).
4. ábra: a nagycenki Széchenyi István Geofizikai Obszervatóriumban működő légnyomásmérők észlelték a vulkánkitörés okozta légnyomásváltozást.
Schumann-rezonancia mérések
Szintén a Széchenyi István Geofizikai Obszervatóriumban zajlanak Schumann-rezonancia mérések is. Az adatsorokban 2022. január 15-én, a hajnali órákban, 6 UTC előtt egy kierősödés látható (5. ábra). Ez egybeesik azzal az időszakkal, amikor a vulkánkitörés térségében észlelt villámkisülések száma extrém magas volt.
Kapcsolódó webes hivatkozások:
https://twitter.com/COweatherman/status/1482352436849176577
https://www.nationalgeographic.com/science/article/the-science-behind-the-tonga-eruption-and-tsunami
5. ábra: a Schumann-rezonancia mérések a vulkánkitörés napján.
Légköri elektromos potenciálgradiens
A természetes vertikális elektromos tér (légköri elektromos potenciálgradiens, PG) Széchenyi István Geofizikai Obszervatóriumban megfigyelt adatsoraiban kismértékű jelerősödés látható (6. ábra) a Schumann-rezonancia mérésekben tapasztalt anomália maximumával csaknem egy időben (a szóban forgó időszakot függőleges szaggatott piros vonalakkal jelöltük az ábrán). A PG általános változékonyságát is figyelembe véve azonban egyelőre kérdéses, hogy ez a mintázat ténylegesen a tongai vulkánkitörés következtében jelent-e meg.
6. ábra: a légköri elektromos potenciálgradiens mérések idősora 2022. január 15-én, a nap első felében.
Geodinamikai mérések
A The Peters Seismological Observatory-ban (Dél-Ausztrália, Victor Harbor) ausztrál (SAA), magyar (FI), osztrák (ZAMG) és finn (FGI) kooperációban működtetett Lippmann-féle 2D dőlésmérő műszer, lévén a legközelebbi a kitörés helyéhez a FI által felügyelt dőlésmérők között, valószínűleg hasznos adatokkal szolgálhat a kitörést megelőző és követő kéregdeformáció-változások elemzéséhez. Ugyanis a műszerek érzékenysége elvileg akár 1 mm-nyi, 1000 km-es távolságra vonatkoztatott magasság változásból származó, azaz 1 nanorad (0.0002 szögmásodperc) mértékű dőlés/billenés kimutatását is lehetővé teszi. Úgy tűnik, hogy a robbanást követően pár órával a TPSO-ban mért kőzetdőlés kelet-nyugati komponensének trendje jelentősen megváltozott. Ilyen jellegű változásokat azonban helyi, pl. hidrológiai hatások is okozhatnak, ezért mindenképpen további elemzések szükségesek a jelenség magyarázatához a folyamatosan beérkező adatok felhasználásával.
7. ábra: A 2022. január 15-16-án rögzített dőlés és légnyomás idősorok. The Peters Seismological Observatory (Seismological Association of Australia), Victor Harbor, Dél-Ausztrália, Ausztrália.
8. ábra: A TPSO geodinamikai állomás földrajzi elhelyezkedése.
9. ábra: A 2022.január 15-16-án rögzített dőlés és légnyomás idősorok. Sopronbánfalvi Geodinamikai Obszervatórium, ELKH Földfizikai és Űrtudományi Kutatóintézet, Sopron, Magyarország.
10. ábra: A 2022. január 15-16-án rögzített hosszváltozás (strain) és légnyomás idősorok. Sopronbánfalvi Geodinamikai Obszervatórium, ELKH Földfizikai és Űrtudományi Kutatóintézet, Sopron, Magyarország.
11. ábra: A 2022. január 15-16-án rögzített dőlés és légnyomás idősorok. Conrad Obszervatórium, Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik, Ausztria.
12. ábra: A COBS és a SOPGO geodinamikai állomások földrajzi elhelyezkedése.