当汤加的Hunga Tonga - Hunga Ha wai apai火山于2022年1月15日爆发时，科学家们立即意识到他们正在见证历史。
“在地球物理记录中，这是有记录以来最大的自然爆炸，”加州大学圣克鲁斯分校的地球物理学家瑞奇·加尔扎-吉隆说。
它还引发了一场席卷太平洋的海啸，造成秘鲁两人死亡。与此同时，这场灾难摧毁了汤加，造成该群岛四人死亡。虽然是悲剧，但专家预计这种规模的事件会造成更多的伤亡。那为什么没有呢?
当然，这个国家的备灾工作功不可没。但是，根据今天发表在该杂志上的一项研究，火山喷发本身的性质以及它引发的海啸如何蔓延到汤加的岛屿，也使汤加避免了更糟糕的结果。通过将实地观察与无人机和卫星数据相结合，研究小组能够通过模拟重现这一事件。
卫星捕捉到了Hunga Tonga-Hunga Ha 'apai火山的爆发。
这是科学家研究这次火山喷发如何震动汤加和整个世界的另一种方式。在几个小时内，火山的火山灰柱沐浴着这个国家及其周围的水域，比地球上任何地方的闪电加起来都要多。这次喷发向天空喷射了足够多的水蒸气，使平流层中的水蒸气含量增加了10%左右。
这次喷发向地面、水中和空气中发射了冲击波。当Garza-Giron和他的同事测量这些波时，他们发现这次喷发释放的能量比1980年圣海伦斯火山喷发的能量高出一个数量级。
佛罗里达州迈阿密大学和哈立德·本·苏丹生物海洋基金会的地球科学家萨姆·普基斯说:“它真的像钟声一样敲响了地球。”Purkis是这篇新论文的第一作者。
模拟的目的是呈现事件可能的发展过程。Purkis和他的同事们首先建立了一个时间表。科学家们一致认为，这座火山是在多次喷发的过程中爆发的，但他们在喷发的时间和次数上没有达成一致。研究小组用潮汐计的测量结果证实了目击者的陈述，认为有五次爆炸，每次爆炸的强度都在稳步增加，直到第五次爆炸达到高潮:爆炸量为1500万吨，相当于一颗氢弹。
然后，作者模拟了这些爆炸可能对海洋造成的影响，以及它们在袭击汤加其他岛屿时产生的海浪有多可怕。模拟显示，火山喷发东北约55英里处的Tofua岛可能遭受的情况最糟糕:海浪超过100英尺高。
但也有可取之处:豆腐是无人居住的。模拟也有助于解释为什么汤加的首都和最大城市努库阿洛法能够逃脱海啸的冲击。它位于火山喷发以南40英里处，似乎经历了更浅的海浪。
研究小组认为地理因素是部分原因。Tofua是一个火山火山口，坐落在深水中，有陡峭的多山海岸，无法抵御即将到来的海啸。与此同时，Nuku 'alofa被较浅的水域和泻湖所包围，海啸可以转移的水更少。珊瑚礁可能也帮助保护了这座城市免受海啸的侵袭。
Purkis说，研究人员认为珊瑚礁可以缓冲海啸，但他们没有真实的数据来证明这一点。“你没有一个真实世界的案例研究，你有几十米高的海浪撞击珊瑚礁，”Purkis说。
我们确实知道比Hunga Tonga-Hunga Ha Ha apai更猛烈的火山爆发:例如，1815年的坦博拉火山爆发(众所周知，它造成了“无夏之年”)和1883年的喀拉喀托火山爆发。但这些都发生在20世纪60年代之前，当时地球物理学家开始部署他们今天可以使用的全球传感器和卫星网络。
最终，该研究的作者写道，这次喷发导致了一次“幸运的逃脱”。它发生在最特殊的情况下:火山喷发时，汤加因新冠肺炎疫情而关闭了边境，减少了前往该岛的海外游客数量。科学家认为这是死亡人数低的另一个原因。但同样封闭的边界意味着科学家们必须等待才能获得数据。
从太空中可以看到南太平洋上空的火山灰。
这就是为什么这篇论文是在火山喷发15个月后发表的。其他科学家之前已经能够模拟海啸，但Purkis和他的同事们用地面数据来支持他们的模拟。这不仅帮助他们重建了时间线，还帮助他们用汤加沿岸100多个地点的测量结果证实了他们的模拟。
研究小组认为，火山喷发是地球活动的“自然实验室”。了解这场海啸可以帮助人类规划如何远离海啸。还有许多其他的火山，如Hunga Tonga-Hunga Ha wai apai，如果水下的火山在错误的时间喷发，可能会摧毁沿海社区。
Garza-Giron对有可能将这项新研究的结果与之前的研究(比如他自己的研究)进行比较感到兴奋，这些研究是关于地震活动的，此外还有其他数据来源，比如海洋的声音，从而对那天发生的事情有一个更完整的了解。
Garza-Giron说:“我们很少能看到地球作为一个完整的系统，大气、海洋和固体地球肯定是相互作用的。”“对我来说，这是这次喷发最迷人的事情之一。”
