トンガの火山噴火は海底を驚くべき形で作り変えた

2022年1月15日、南太平洋のトンガ島フンガ・トンガとフンガ・ハアパイの海底カルデラが爆発した。火山の噴火により、ガスと灰が地球の中間圏まで36マイルも吹き上げられた。これは、記録に残るどの火山からの噴煙よりも高い。地球上で観測された現代史上最も強力な爆発により、ペルーまで到達する津波と、アラスカまで聞こえた衝撃音が発生した。

新しい研究によると、大量の火山灰、塵、ガラスが海に落ちた時、海底が劇的に変化したという。科学者たちは初めて、太平洋の激しい波の下で何が起こったかを再現した。本日サイエンス誌に掲載された論文によると、その物質はすべて数十マイルにわたって海底を流れたという。

「こうしたプロセスはこれまで観察されたことがなかった」と、英国国立海洋学センターの海洋火山学者で研究著者のイソベル・イエオ氏は言う。

火山から45マイルほど離れたところで、噴火により海底の光ファイバーケーブルが切断された。トンガ人と救助隊員にとって、ケーブルの切断は島々のインターネットに深刻な混乱をきたし、大きな不便をもたらした。科学者にとって、インターネット通信の突然の遮断は、何かがケーブルに触れた時刻、つまり噴火の約1時間半後のタイムスタンプを提供した。

この裂け目は、噴火によって海底が破壊されたという事実を科学​​者たちに知らせたが、これは簡単には発見できない。「衛星からは見ることができません」とヨー氏は言う。「実際に現地に行って調査しなければなりません」。そこで、噴火から数か月後、ヨー氏と研究仲間は周囲の海域から手がかりを探し出し、それをつなぎ合わせる作業に取りかかった。

トンガのチャーターボートのオーナー、ブランコ・シュガーは携帯電話のカメラで最初の噴火を捉え、火山噴出物が海に流れ始めた正確な時間を記録しました。数か月後、RVタンガロア号 ニュージーランドから出航し、海底を調査し、火山流のサンプルを採取した。海洋の大部分とは異なり、トンガ周辺の海底はすでに地図化されており、科学者は地形の変化を確認することができた。

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研究者が再現したこの光景は、地上で展開されていたら、ローランド・エメリッヒ監督の災害映画にぴったり当てはまるかもしれない。この火山は、世界中の河川が一年間に海に流す量と同じ量の物質を数時間で移動させた。この実に膨大な流れは、発生源から60マイル以上も移動し、高層ビル並みの高さの峡谷を刻み込んだ。

火山が噴火すると、大量の岩石、灰、ガラス、ガスが噴き出し、地面に落下した。これは、このような噴火ではよくあることで、通常は進路上のあらゆるものを脅かす高速の火砕流を生み出す。しかし、フンガ・トンガ・フンガ・ハアパイでは、落下した岩塊は海にしか逃げ場がなかった。

「非常に密度の高い物質を大量に海の急斜面に落下させ、余分な物質を浸食するという、まさに絶妙な状況です」と、国立海洋学センターの海洋地質学者でもう一人の著者であるマイケル・クレア氏は言う。「泥沼にはまり、密度が増し、本当に崩れていくのです」

科学者たちは、土砂がフンガ・トンガ・フンガ・ハアパイから時速75マイルで広がったと推定している。これは、米国のほとんどの州間高速道路の制限速度と同じか、それよりも速い。もしこれが正しければ、これは地球上で記録された他のどの海底流よりも50パーセント速いことになる。流れ出た土砂は、山ほどの高さの海底斜面まで噴き上がった。

「雪崩を見て、隣の山にいるから安全だと思っていたら、雪崩が目の前に迫ってくるようなものです」とクレアさんは言う。

研究者らによると、こうした海底の流れはこれまで一度も観測されたことがなかったという。しかし、海底への火山の影響を理解することは、科学的な好奇心以上の意味がある。過去 2 世紀にわたり、私たちは海底に重要なインフラを敷設してきた。最初は電信ケーブル、次に電話線、そして現在はインターネットを運ぶ光ファイバーである。

この規模の噴火に備えてケーブル 1 本を準備するのは、列車に轢かれることに備えるのと同じで、実際には不可能です。通信を保護するより確実な方法は、ケーブルをさらに敷設して、1 つの災害ですべての接続が切断されないようにすることです。

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地球上の多くの場所では、すでにそれが現実になっています。漁業事故でケーブルが頻繁に切断されますが、その影響は長く続きません。たとえば、1929 年にニューファンドランド沖で発生した地震による地滑りでケーブルが切断されたのと同じことが世界で繰り返されたとしても、私たちはおそらくあまり気に留めないでしょう。ヨーロッパと北米の間には、インターネット トラフィックを流すルートが他にもたくさんあるからです。

しかし、海底ケーブルの世界地図が示すように、どこでもそうだというわけではない。2022年にトンガでは、1本のケーブルが切断され、島全体がインターネットからほぼ完全に遮断された。他の多くの島々、特に発展途上国の島々も同様に脆弱である。

そして、これらのケーブルは地質学者にとっても非常に価値がある。「ケーブルがなければ、私たちはおそらくまだ暗闇の中にいて、このような出来事がこれほどの規模で起こっていることを知ることはできなかったでしょう」とクレアは言う。