นักวิจัยวัดความสูงของการปะทุของภูเขาไฟใต้ทะเลที่ปะทุในตองกาในเดือนมกราคมได้อย่างแม่นยำ ผลลัพธ์ยืนยันว่ามันสูงที่สุดเท่าที่เคยมีการบันทึกมา
การศึกษาใหม่แสดงให้เห็นการปะทุของภูเขาไฟใต้น้ำครั้งใหญ่ในตองกาเมื่อต้นปีที่ผ่านมา หอคอยเถ้าถ่าน ฝุ่น และไอน้ำที่พวยพุ่งอยู่สูงจากระดับน้ำทะเล 57 กิโลเมตร และเป็นควันกลุ่มแรกที่พุ่งเข้าสู่ชั้นมีโซสเฟียร์ ซึ่งเป็นชั้นที่สามของชั้นบรรยากาศโลก
เมื่อวันที่ 15 มกราคมภูเขาไฟ Hunga Tonga-Hunga Ha’apai ซึ่งเป็นกรวยใต้น้ำ 40 ไมล์ (64 กม.) ทางเหนือของตองกาตาปู เกาะหลักของตองกา ได้ปะทุขึ้นอย่างกะทันหัน การระเบิดครั้งนี้เป็นการระเบิดที่ทรงพลังที่สุดในโลกเป็นเวลากว่า 30 ปี ด้วยแรงเทียบเท่ากับระเบิดฮิโรชิมา 100ลูก เหตุการณ์ที่มีพลังทำให้เกิดสึนามิที่ไปไกลถึงประเทศญี่ปุ่นและสร้างคลื่นกระแทกในชั้นบรรยากาศที่ ทำให้ชั้นบรรยากาศ ดังเหมือนระฆัง
การปะทุครั้งใหญ่ได้ทำลายสถิติต่างๆ ไปแล้ว: การระเบิดที่สั่นสะเทือนโลกทำให้เกิดคลื่นในชั้นบรรยากาศที่เร็วที่สุดเท่าที่เคยมีการบันทึกไว้รวมทั้งทำให้เกิดฟ้าผ่าที่ทำลายสถิติ 590,000ครั้ง ภูเขาไฟยังพ่นไอน้ำออกมามากกว่าการปะทุครั้งอื่นๆ ที่บันทึกไว้ ซึ่งอาจทำให้ชั้นโอโซนอ่อนแอลงและ ทำให้โลกร้อน ขึ้นเป็นเวลาหลายปี
ผลการศึกษาใหม่ซึ่งตีพิมพ์ในวารสารScience เมื่อวันที่ 4 พ.ย. พบว่ากลุ่มควันของภูเขาไฟสูงที่สุดที่เคยบันทึกไว้ โดยมีจุดสูงสุดที่ความสูง 35.4 ไมล์ เจ้าของสถิติก่อนหน้านี้คือการปะทุของภูเขา Pinatubo ในฟิลิปปินส์ในปี 1991 ซึ่งขยายออกไป 24.9 ไมล์ (40 กม.) เหนือระดับน้ำทะเลที่จุดสูงสุด ขนนกตองกายังเป็นชั้นแรกที่เกินชั้นบรรยากาศสตราโตสเฟียร์ ซึ่งเป็นชั้นที่สองของชั้นบรรยากาศที่มีระยะห่างระหว่าง 7.5 ถึง 31 ไมล์ (12 และ 50 กิโลเมตร) และเข้าสู่ชั้นบรรยากาศชั้นมีโซสเฟียร์ซึ่งมีระยะห่างระหว่าง 31 ถึง 50 ไมล์ (80 กิโลเมตร)
“เป็นผลที่ไม่ธรรมดาเพราะเราไม่เคยเห็นเมฆชนิดใดสูงเท่านี้มาก่อน” ไซมอน พราวด์ หัวหน้าทีมวิจัย(เปิดในแท็บใหม่)นักวิทยาศาสตร์ด้านบรรยากาศแห่งมหาวิทยาลัยออกซ์ฟอร์ดในสหราชอาณาจักรกล่าวในแถลงการณ์(เปิดในแท็บใหม่).
ผู้เชี่ยวชาญด้านภูเขาไฟมั่นใจอยู่แล้วว่าการปะทุของตองกานั้นสูงที่สุด อย่างไรก็ตาม การพิจารณาความสูงที่แน่นอนของการปะทุของขนนกที่พิสูจน์แล้วว่าเป็นสิ่งที่ท้าทายมาก
โดยปกติแล้ว นักวิจัยจะคำนวณความสูงของภูเขาไฟโดยการวัดอุณหภูมิที่จุดสูงสุดโดยใช้เซ็นเซอร์อินฟราเรดบนดาวเทียมที่โคจรรอบโลก และเปรียบเทียบกับอุณหภูมิอากาศโดยรอบ
สำหรับการปะทุส่วนใหญ่ ขนนกจะไปถึงชั้นโทรโพสเฟียร์เท่านั้น ซึ่งเป็นชั้นแรกของชั้นบรรยากาศที่สูงถึง 7.5 ไมล์เหนือระดับน้ำทะเล และชั้นสตราโตสเฟียร์ตอนล่าง ที่ระดับความสูงนี้ โปรไฟล์อุณหภูมิของอากาศสามารถคาดการณ์ได้อย่างมาก เนื่องจากอุณหภูมิจะลดลงตามระดับความสูง ซึ่งทำให้ง่ายต่อการวัดความสูงของขนนก
อย่างไรก็ตาม อุณหภูมิที่สูงขึ้นในชั้นบรรยากาศสตราโตสเฟียร์ อุณหภูมิของอากาศจะอุ่นขึ้น เนื่องจากรังสีอัลตราไวโอเลตถูกชั้นโอโซนกักขังไว้ ซึ่งอยู่บริเวณขอบบนของชั้นบรรยากาศสตราโตสเฟียร์ จากนั้น อุณหภูมิของอากาศก็ลดลงอย่างมากอีกครั้งในชั้นบรรยากาศชั้นกลาง ซึ่งทำให้แทบจะเป็นไปไม่ได้เลยที่จะระบุความสูงของขนนกตองกาอย่างแม่นยำโดยใช้วิธีนี้ นักวิจัยเขียนไว้ในถ้อยแถลง
เพื่อแก้ไขปัญหานี้ นักวิจัยได้สร้างวิธีการใหม่โดยอิงจากปรากฏการณ์ที่เรียกว่า “เอฟเฟกต์พารัลแลกซ์” ซึ่งเป็นความแตกต่างที่ชัดเจนในตำแหน่งของวัตถุเมื่อมองจากแนวสายตาหลายๆ แนว คล้ายกับการที่วัตถุ “เคลื่อนไปมา” เมื่อคุณเปิดดู ตาแล้วอีกอย่าง
นักวิจัยใช้ภาพถ่ายทางอากาศจากดาวเทียมตรวจอากาศแบบ geostationary 3 ดวง ซึ่งแต่ละดวงจับภาพขนนกในช่วงเวลา 10 นาที เพื่อระบุความสูงที่แน่นอนของยอดขนนก สิ่งนี้ทำให้ทีมไม่เพียงคำนวณความสูงสูงสุดของขนนก แต่ยังดูว่ามันเติบโตอย่างไรเมื่อเวลาผ่านไป
นักวิจัยกล่าวว่าวิธีการใหม่นี้เป็นไปได้ด้วยความก้าวหน้าล่าสุดในดาวเทียมสภาพอากาศ “ความสามารถในการประเมินความสูงในแบบที่เราทำนั้นเป็นไปได้ก็ต่อเมื่อเรามีดาวเทียมครอบคลุมดีแล้ว” พราวกล่าว “มันคงเป็นไปไม่ได้เมื่อสิบปีก่อน”
วิธีการใหม่ของทีมนี้ยังสามารถนำไปใช้กับการปะทุอื่นๆ โดยไม่คำนึงถึงขนาดของการปะทุ ซึ่งจะช่วยให้นักวิจัยกำหนดมาตรฐานวิธีการวัดกลุ่มควันของภูเขาไฟได้
