در ژانویه ۲۰۲۲، یک انفجار عظیم آتشفشان زیردریا، تونگا در اقیانوس آرام را لرزاند. اما دانشمندان چگونه بفهمند آتشفشان بعدی کجا و کی منفجر می‌شود؟

در تابستان ۱۸۸۳، یک دهانه در تنگه سوندا که بین جزایر جاوه و سوماترا قرار دارد، بسیار پرتلاطم شد و توده‌های عظیمی از خاکستر و بخار را در آسمان آزاد کرد. بعد از آن در ۲۶ ماه اوت، یک آتشفشان در زیرآب حدود ۲۵ کیلومتر مکعب از آوار و خاکستر پوکه معدنی و گدازه جوشان را به شهرک‌های مجاور پرتاب کرد. این فوران جان ده‌ها هزار نفر را گرفت. کراکاتوآ یکی از مرگبارترین فوران‌های زیر آب در تاریخ است.

نزدیک به یک قرن و نیم بعد، در ۱۵ ژانویه ۲۰۲۲، یک غول زیرآبی دیگر در سواحل تونگا فعال شد. با این حال، فوران هونگا تونگا-هونگا هاآپای و سونامی ناشی از آن متفاوت بود. آتشفشان‌شناسان توانستند فوران پرآشوب این کوه زیرآبی را به صورت بی‌درنگ (همزمان-با-وقوع) ثبت کنند و نتیج با انتظارات آنها مغایرت داشت.

بیشتر بخوانید:

پس از قطع شدن یک کابل ارتباطی زیردریایی در اثر این انفجار، ارتباط این ملت در اقیانوس آرام جنوبی با سایر نقاط دنیا قطع شد. ولی ماهواره‌ها صدها تخلیه الکتریکی رعد و برق که از ابرهای خاکستراین آتشفشان خارج می‌شد را ضبط کردند. این سنسورهای راه دور امواج ضربه‌ای قدرتمندی را ثبت کردند که روزها در سراسر جهان طنین می‌انداخت. ستونی از خاکستر به ارتفاعات بی‌سابقه‌ای صعود می‌کرد و در نواحی خارج از جو زمین باقی می‌ماند. فوران هونگا تونگا برای حدود صد هزار سکنه تونگا یک فاجعه بشردوستانه و یک معما و مورد احتیاطی برای سایر نقاط دنیا به شمار می‌رود. این امر باعث شد دانشمندان در رابطه با ایده‌های خود را درباره خطرات ناشی از آتشفشان‌های زیردریایی بسیاری که در اعماق اقیانوس‌ها در کمین نشسته‌اند، تجدیدنظر کنند. در حال حاضر جستجو برای یافتن این کوه‌های زیر آب برای محافظت از زمین و دریا به صورت یکسان ادامه دارد.

آتشفشان‌شناسان با استفاده از پیشرفته‌ترین روش‌های تشخیص، امیدوارند بتوانند سیستم‌های هشدار اولیه را بهبود داده، تاثیرات محیطی را تعیین کرده، خطرات ناشی از فوران‌ها را کاهش داده و به بازیابی اکوسیستم کمک کنند. چه کسانی در تلاشند محل پنهان شدن آتشفشان زیرآبی بعدی را پیدا کنند؟ و در کجا به دنبال آن هستند؟

پیدا کردن آتشفشان‌ها در زیر آب بسیار سخت‌تر از پیدا کردن آنها در خشکی است، ما بیشتر از اینکه درباره کف اقیانوس‌ها بدانیم، درباره سطح ماه می‌دانیم. ولی فوران هونگا تونگا جامعه علمی را برانگیخت و بروی نیاز برای کاوش بیشتر در این قلمروی ناشناخته تاکید کرد. در آوریل ۲۰۲۲، موسسه ملی تحقیقات آب و جو نیوزیلند (Niwa) یک سفر اقیانوسی به محل فوران تونگا را آغاز کرد. کشتی آنها به نام RV Tangaroa هزاران کیلومتر مربع از بستر دریا را بررسی کرد و تصاویر ویدیویی و نمونه‌های فیزیکی جمع آوری کرد که در حال حاضر در خشکی تحت مطالعه هستند.

با توجه به این نکته که این ناحیه از نظر زلزله بسیار فعال است، Niwa یک در موقعیت منحصر به فرد قرار دارد تا تاثیر چشمگیر هونگا تونگا را بررسی کند. مایک ویلیامز، دانشمند ارشد اقیانوس ها در Niwa می‌گوید: «ما قبل از سفرمان فقط اطلاعات نقل شده توسط قایق‌های کوچکی را داشتیم که از سرزمین اصلی تونگا خارج شده بودند». آتشفشان‌های زیر آب معمولا زیر وزن خودشان فرو می‌ریزند. زمانی که آب دریا با گدازه مخلوط می‌شود، می‌تواند باعث یک فروپاشی انفجاری شود که به نوبه خود ممکن است یک سونامی ایجاد کند (و بخاراتی مضر در خشکی تولید کند). آقای ویلیامز توضیح می‌دهد: «یک قالب کیک طوقی دار را تجسم کنید، و یک طرف آن خارج از این قالب منفجر شده است».

تعداد کمی از فوران‌های زیرزمینی مستند شده‌اند. چون اینها معمولا در اعماق مایل‌ها آب اقیانوس پنهان هستند. ولی مواردی از اینها که دانشمندان شاهدشان بوده‌اند ممکن است به ما از بلایای آینده سرنخ‌هایی بدهند. مثلا در سال ۲۰۱۸ یک فوران زیردریایی در جزیره مایوت (Mayotte) در فرانسه باعث بوجود آمدن یک کوه عظیم دریایی شد که نشانگر سطح بالای زلزله‌خیزی این منطقه است. در حال حاضر گروهی از دانشمندان در رووسیما (Revosima)، بروی جزیره مایوت را به صورت مداوم نظارت دارند. رووسیما یک سکوی هماهنگ شده است که خطرات آتشفشانی مانند جریان ماگما، درجه حرارت آب، اسیدیته و زلزله خیزی را بررسی می‌کند. تلاش‌هایی مانند رووسیما به ویژه برای فوران‌های مداوم بسیار مهم هستند. ولی هزینه اینها بسیار گران است. زمان و عملیات دریاگردی کشتی می‌تواند روزانه تا ۵۰ هزار یورو (۴۳۵۰۰ پوند) هزینه داشته باشد. هزینه ایمن‌سازی یک کابل در نزدیکی یک سایت آتشفشانی (که امکان جمع‌آوری داده‌های محلی را فراهم می‌کند) می‌تواند به میلیون‌ها برسد. تامین مالی و ایجاد زیرساخت سال‌ها طول می‌کشد. ولی این تحقیقات حیاتی هستند، نه فقط برای اینکه بتوانیم خطرات ناشی از آتشفشان‌های فعال را مشخص کنیم، بلکه به این منظور که بتوانیم درک بهتری از تاثیرات محیطی آنها هم داشته باشیم.

نحوه رخ دادن این پدیده‌های طبیعی می‌تواند به ما اطلاعاتی درباره چگونگی بهبود اکوسیستم‌ها دهد، چون فوران‌های آتشفشانی معمولا از الگوهای تخریب مشابه اختلالات انسانی پیروی می‌کنند، مانند معدن کاری، ماهیگیری‌های اقیانوسی توسط تورهای ماهیگیری (Trawling)، صید ماهی و سایر عملیات استخراجی. به عنوان مثال، بیشتر تاثیرات آتشفشانی زیردریایی ممکن است ناشی از به هم زدن بستر دریا یا پوشیده شدن توسط رسوبات باشد.

خاویر اسکارتین، محقق ژرفاشناسی در آزمایشگاه زمین‌شناسی اکول نورمال سوپریور (Ecole Normale Superieure) در پاریس می‌گوید: «افراد به آتشفشان‌ها علاقه نشان می‌دهند، چون اینها خطر محسوب می‌شوند. به طور کلی، آتشفشان‌های عمیق خطر زیادی ندارند. آنهایی که نزدیک سطح دریا هستند یا از سطح آن بیرون می‌آیند، خطرناک‌تر هستند».

تقریبا ۱۵۰۰ آتشفشان بالقوه فعال بروی کره زمین وجود دارند (که ۵۰۰ مورد از آنها در زمان‌های ثبت شده فوران کرده‌اند)، ولی اینها شامل کمربند پیوسته آتشفشان‌ها در کف اقیانوس نمی‌شوند. بسیاری از اینها احتمالا در امتداد حاشیه اقیانوس آرام، در حلقه آتش قرار دارند که به دور اقیانوس آرام می‌چرخد. خطرناک‌ترین اینها جزایر آتشفشانی هستند که انسان‌ها در آنها زندگی می‌کنند. آقای اسکارتین می‌گوید: «در مدیترانه یا هاوایی فورانی را به مقیاس تونگا تصور کنید. مرگ و ویرانی، آسیب‌های اقتصادی و سیستم‌های حمل و نقل... اما قطعا اگر ندانیم آتشفشان‌ها کجا هستند، نمی‌توانیم آنها را مطالعه کنیم».

آتشفشان‌شناسان چگونه این آتشفشان‌های زیردریایی که هنوز هم کشف نشده‌اند را جستجو می‌کنند؟ به خصوص زمانی که داده‌های ژرف‌شناسی هم نسبتا کم هستند.

یکی از پاسخ‌ها نظارت صوت‌شناسی آبی است. زمانی که یک آتشفشان در زیر آب فوران می‌کند، باعث تولید انرژی صوتی می‎شود: هنگامی که گدازه با دمای ۱۲۰۰ در جه سانتیگراد (۲۱۹۲ فارنهایت) با آب تقریبا منجمد دریا فعل و انفعال می‌کند، بخار شده که منجر به انفجار صدا می‌شود، از ترک‌های تیز و رگبارهای رعدآسا گرفته تا غرش‌های آهسته. انرژی لرزشی در مرز کف دریا و آب به انرژی صوتی زیر آب تبدیل می‌شود، نوعی منطقه گلدیلاکس (Goldilocks) برای افرادی که به ارتعاشات زیر آب گوش می‌دهند. در اعماق تقریبا ۱۰۰۰ متری (۳۳۰۰ فوتی) فشار، دما و شوری با هم ترکیب شده تا حرکت صدا را در آب کاهش دهند و انتقال آن را تسهیل کنند. این منطقه با نام «کانال تثبیت و برد صدا Sound Fixing and Ranging (Sofar)» شناخته می‌شود. نهنگ‌ها هم از همین کانال صوتی برای برقراری ارتباط با یکدیگر زیر آب استفاده می‌کنند. هیدروفون‌ها، یا میکروفون‌های زیر آبی می‌توانند سیگنال صوتی را از امواج صوتی تشخیص دهند که از تبدیل انرژی لرزشی در طول کانال Sofar تولید می‌شوند. این داده‌های صوتی سرنخ‌هایی از استقرار جریان‌های گدازه‌ها می‌دهند که یک هشدار احتمالی برای فوران‌های قریب‌الوقوع یا جاری می‌باشند.

محققان فروپاشی جزایر آتشفشانی را بخشی از تاریخ زمین‌شناسی آنها می‌دانند و برخی هم انتظار دارند دامنه‌های آنها از بین رفته و در اقیانوسی فرو ریزد و منجر به رانش زمین، زلزله و سونامی‌های بزرگ شوند. آقای اسکارتین می‌گوید: «اگرچه ما چنین رویداد بزرگی را در تاریخ ثبت شده نداشته‌ایم، ولی عواقب آن می‌تواند فاجعه بار باشد». در همین حین، زمین‌شناسان و آتشفشان‌شناسان با «صحنه‌های جرمی» که در اختیارشان است به عملیات کارآگاهی خود زیر آب ادامه می‌دهند. دریاکوه آکسیال (Axial) را در نظر بگیرید که یک کوه آتشفشان فعال است که در سواحل شمال غربی اقیانوس آرام آمریکا قرار دارد و به عنوان فعال‌ترین آتشفشان زیر آب شناخته شده است. این آتشفشان در سال‌های ۱۹۹۸، ۲۰۱۱ و ۲۰۱۵ فوران‌های مستند داشته و به شدت مورد بررسی واقع شده است. ضبط کننده‌های فشار پایین نشان می‌دهند که آکسیال به آرامی در حال تورم است. این در صورتی است که وسایل نقلیه با کنترل از راه دور جریان گدازه‌های جدیدی را کشف کرده‌اند که نشانگر احتمال فورانی دیگر در آینده نه چندان دور می‌باشد.

ایالات متحده آمریکا یک برنامه «کمک به بلایای آتشفشانی» دارد که شامل زمین‌شناسان، آتشفشان‌شناسان و سایر کارشناسان در تمام جنبه‌های ارزیابی خطر آتشفشان و نظارت و پاسخ اضطراری آتشفشان می‌باشد. بسیاری از دولت‌ها گروه‌های مشابه‌ای دارند. شکارچیان آماتور آتشفشان می‌توانند از راهنمای مفید USG درباره آتشفشان‌ها استفاده کنند که شامل پرسش‌های متداول درباره فوران‌هایی است که در فیلم‌ها به تصویر می‌شوند (مشخص شد که در واقعیت دانشمندان نمی‌توانند از گدازه‌های جوشان عبور کنند). با این حال دستورالعمل‌های مربوط به سونامی‌های تولید شده توسط آتشفشان‌های زیر آب هنوز در حال نگارش می‌باشد.

آقای مکی می‌گوید: «هونگا تونگا خارج از حالت عادی فوران کرد، و این نکته‌ای است که باعث گیج شدن ما شده است: این آتشفشان آنطور که کتاب‌های درسی می‌گویند رفتار نکرد». این فوران در تونگا بیشتر از یک ابر-آتشفشان انفجاری بود، ولی این آتشفشان دست نخورده باقی ماند و دانشمندان را وادار کرد نظریه‌های خود درباره مکانیسمی که ممکن است باعث چنین آشوبی شود را مورد ارزیابی مجدد قرار دهند. نکته گیج‌کننده‌تر این بود که انرژی هونگا تونگا در یک الگوی عمودی کامل پراکنده بود و رو به بیرون در سطح کف دریا نبود. آقای مکی می‌گوید: «این انفجار تفنگ ساچمه‌های در آسمان بی‌نظیر بود». انفجار عظیم هونگا تونگا نه تنها امواج اقیانوس را تولید کرد، بلکه امواج صوتی و جوی را ایجاد کرد، نوساناتی که رو به بیرون تابش می‌کردند.

این امواج به بیش از ۱۰۰ کیلومتر (۶۰ مایل) در جو می‌رسیدند و با سرعتی تقریبا دو برابر سرعت یک جت مسافربری و رو به بیرون حرکت می‌کردند. آقای ویلیامز می‌گوید نکته عجیب‌تر این بود که «این امواج از الگوهای سنتی فرسودگی پیروی نمی‌کردند. به نظر می‌رسید که آنها انرژی بیشتری را در خود نگه داشته و موجی را تولید کردند که به خوبی ثبت شد، حتی تا یخ تاق راس (Ross) در قطب جنوب.

محققان هنوز در تلاشند مجموعه رویدادهایی را در کنار هم بگذارند که یکی از ویران‌گرترین فوران‌های قرن را بوجود آورد. تخمین زده می‌شود انفجار هونگا تونگا انرزی معادل ۱۰ میلیون تن تن ان تی (TNT) آزاد کرد و یک فوران خاکسترو آب دریا بود که جزیره را در خود فرو کشید. این فوران نه تنها زیرساخت‌های محلی را مختل، منابع آب را آلوده و جاده‌ها را مسدود کرد، بلکه اثرات موجی هم در سراسر جهان داشت. کره زمین پر از آتشفشان‌های زیردریایی بی‌شمار است که هر کدام از آنها می‌تواند بدون اطلاع قبلی خشم خود را بیرون بریزد. ما با مطالعه هونگا تونگا می‌توانیم در ارتباط با اقدامات محافظتی در مورد سایر این بمب‌های ساعتی زیر آبی که منتظر منفجر شدن هستند، نکات بیشتری بیاموزیم.

خبرهای بیشتر را در کانال تلگرام بی‌‌بی‌سی فارسی دنبال کنید

در ژانویه ۲۰۲۲، یک انفجار عظیم آتشفشان زیردریا، تونگا در اقیانوس آرام را لرزاند. اما دانشمندان چگونه بفهمند آتشفشان بعدی کجا و کی منفجر می‌شود؟

در تابستان ۱۸۸۳، یک دهانه در تنگه سوندا که بین جزایر جاوه و سوماترا قرار دارد، بسیار پرتلاطم شد و توده‌های عظیمی از خاکستر و بخار را در آسمان آزاد کرد. بعد از آن در ۲۶ ماه اوت، یک آتشفشان در زیرآب حدود ۲۵ کیلومتر مکعب از آوار و خاکستر پوکه معدنی و گدازه جوشان را به شهرک‌های مجاور پرتاب کرد. این فوران جان ده‌ها هزار نفر را گرفت. کراکاتوآ یکی از مرگبارترین فوران‌های زیر آب در تاریخ است.

نزدیک به یک قرن و نیم بعد، در ۱۵ ژانویه ۲۰۲۲، یک غول زیرآبی دیگر در سواحل تونگا فعال شد. با این حال، فوران هونگا تونگا-هونگا هاآپای و سونامی ناشی از آن متفاوت بود. آتشفشان‌شناسان توانستند فوران پرآشوب این کوه زیرآبی را به صورت بی‌درنگ (همزمان-با-وقوع) ثبت کنند و نتیج با انتظارات آنها مغایرت داشت.

بیشتر بخوانید:

پس از قطع شدن یک کابل ارتباطی زیردریایی در اثر این انفجار، ارتباط این ملت در اقیانوس آرام جنوبی با سایر نقاط دنیا قطع شد. ولی ماهواره‌ها صدها تخلیه الکتریکی رعد و برق که از ابرهای خاکستراین آتشفشان خارج می‌شد را ضبط کردند. این سنسورهای راه دور امواج ضربه‌ای قدرتمندی را ثبت کردند که روزها در سراسر جهان طنین می‌انداخت. ستونی از خاکستر به ارتفاعات بی‌سابقه‌ای صعود می‌کرد و در نواحی خارج از جو زمین باقی می‌ماند. فوران هونگا تونگا برای حدود صد هزار سکنه تونگا یک فاجعه بشردوستانه و یک معما و مورد احتیاطی برای سایر نقاط دنیا به شمار می‌رود. این امر باعث شد دانشمندان در رابطه با ایده‌های خود را درباره خطرات ناشی از آتشفشان‌های زیردریایی بسیاری که در اعماق اقیانوس‌ها در کمین نشسته‌اند، تجدیدنظر کنند. در حال حاضر جستجو برای یافتن این کوه‌های زیر آب برای محافظت از زمین و دریا به صورت یکسان ادامه دارد.

آتشفشان‌شناسان با استفاده از پیشرفته‌ترین روش‌های تشخیص، امیدوارند بتوانند سیستم‌های هشدار اولیه را بهبود داده، تاثیرات محیطی را تعیین کرده، خطرات ناشی از فوران‌ها را کاهش داده و به بازیابی اکوسیستم کمک کنند. چه کسانی در تلاشند محل پنهان شدن آتشفشان زیرآبی بعدی را پیدا کنند؟ و در کجا به دنبال آن هستند؟

پیدا کردن آتشفشان‌ها در زیر آب بسیار سخت‌تر از پیدا کردن آنها در خشکی است، ما بیشتر از اینکه درباره کف اقیانوس‌ها بدانیم، درباره سطح ماه می‌دانیم. ولی فوران هونگا تونگا جامعه علمی را برانگیخت و بروی نیاز برای کاوش بیشتر در این قلمروی ناشناخته تاکید کرد. در آوریل ۲۰۲۲، موسسه ملی تحقیقات آب و جو نیوزیلند (Niwa) یک سفر اقیانوسی به محل فوران تونگا را آغاز کرد. کشتی آنها به نام RV Tangaroa هزاران کیلومتر مربع از بستر دریا را بررسی کرد و تصاویر ویدیویی و نمونه‌های فیزیکی جمع آوری کرد که در حال حاضر در خشکی تحت مطالعه هستند.

با توجه به این نکته که این ناحیه از نظر زلزله بسیار فعال است، Niwa یک در موقعیت منحصر به فرد قرار دارد تا تاثیر چشمگیر هونگا تونگا را بررسی کند. مایک ویلیامز، دانشمند ارشد اقیانوس ها در Niwa می‌گوید: «ما قبل از سفرمان فقط اطلاعات نقل شده توسط قایق‌های کوچکی را داشتیم که از سرزمین اصلی تونگا خارج شده بودند». آتشفشان‌های زیر آب معمولا زیر وزن خودشان فرو می‌ریزند. زمانی که آب دریا با گدازه مخلوط می‌شود، می‌تواند باعث یک فروپاشی انفجاری شود که به نوبه خود ممکن است یک سونامی ایجاد کند (و بخاراتی مضر در خشکی تولید کند). آقای ویلیامز توضیح می‌دهد: «یک قالب کیک طوقی دار را تجسم کنید، و یک طرف آن خارج از این قالب منفجر شده است».

تعداد کمی از فوران‌های زیرزمینی مستند شده‌اند. چون اینها معمولا در اعماق مایل‌ها آب اقیانوس پنهان هستند. ولی مواردی از اینها که دانشمندان شاهدشان بوده‌اند ممکن است به ما از بلایای آینده سرنخ‌هایی بدهند. مثلا در سال ۲۰۱۸ یک فوران زیردریایی در جزیره مایوت (Mayotte) در فرانسه باعث بوجود آمدن یک کوه عظیم دریایی شد که نشانگر سطح بالای زلزله‌خیزی این منطقه است. در حال حاضر گروهی از دانشمندان در رووسیما (Revosima)، بروی جزیره مایوت را به صورت مداوم نظارت دارند. رووسیما یک سکوی هماهنگ شده است که خطرات آتشفشانی مانند جریان ماگما، درجه حرارت آب، اسیدیته و زلزله خیزی را بررسی می‌کند. تلاش‌هایی مانند رووسیما به ویژه برای فوران‌های مداوم بسیار مهم هستند. ولی هزینه اینها بسیار گران است. زمان و عملیات دریاگردی کشتی می‌تواند روزانه تا ۵۰ هزار یورو (۴۳۵۰۰ پوند) هزینه داشته باشد. هزینه ایمن‌سازی یک کابل در نزدیکی یک سایت آتشفشانی (که امکان جمع‌آوری داده‌های محلی را فراهم می‌کند) می‌تواند به میلیون‌ها برسد. تامین مالی و ایجاد زیرساخت سال‌ها طول می‌کشد. ولی این تحقیقات حیاتی هستند، نه فقط برای اینکه بتوانیم خطرات ناشی از آتشفشان‌های فعال را مشخص کنیم، بلکه به این منظور که بتوانیم درک بهتری از تاثیرات محیطی آنها هم داشته باشیم.

نحوه رخ دادن این پدیده‌های طبیعی می‌تواند به ما اطلاعاتی درباره چگونگی بهبود اکوسیستم‌ها دهد، چون فوران‌های آتشفشانی معمولا از الگوهای تخریب مشابه اختلالات انسانی پیروی می‌کنند، مانند معدن کاری، ماهیگیری‌های اقیانوسی توسط تورهای ماهیگیری (Trawling)، صید ماهی و سایر عملیات استخراجی. به عنوان مثال، بیشتر تاثیرات آتشفشانی زیردریایی ممکن است ناشی از به هم زدن بستر دریا یا پوشیده شدن توسط رسوبات باشد.

خاویر اسکارتین، محقق ژرفاشناسی در آزمایشگاه زمین‌شناسی اکول نورمال سوپریور (Ecole Normale Superieure) در پاریس می‌گوید: «افراد به آتشفشان‌ها علاقه نشان می‌دهند، چون اینها خطر محسوب می‌شوند. به طور کلی، آتشفشان‌های عمیق خطر زیادی ندارند. آنهایی که نزدیک سطح دریا هستند یا از سطح آن بیرون می‌آیند، خطرناک‌تر هستند».

تقریبا ۱۵۰۰ آتشفشان بالقوه فعال بروی کره زمین وجود دارند (که ۵۰۰ مورد از آنها در زمان‌های ثبت شده فوران کرده‌اند)، ولی اینها شامل کمربند پیوسته آتشفشان‌ها در کف اقیانوس نمی‌شوند. بسیاری از اینها احتمالا در امتداد حاشیه اقیانوس آرام، در حلقه آتش قرار دارند که به دور اقیانوس آرام می‌چرخد. خطرناک‌ترین اینها جزایر آتشفشانی هستند که انسان‌ها در آنها زندگی می‌کنند. آقای اسکارتین می‌گوید: «در مدیترانه یا هاوایی فورانی را به مقیاس تونگا تصور کنید. مرگ و ویرانی، آسیب‌های اقتصادی و سیستم‌های حمل و نقل... اما قطعا اگر ندانیم آتشفشان‌ها کجا هستند، نمی‌توانیم آنها را مطالعه کنیم».

آتشفشان‌شناسان چگونه این آتشفشان‌های زیردریایی که هنوز هم کشف نشده‌اند را جستجو می‌کنند؟ به خصوص زمانی که داده‌های ژرف‌شناسی هم نسبتا کم هستند.

یکی از پاسخ‌ها نظارت صوت‌شناسی آبی است. زمانی که یک آتشفشان در زیر آب فوران می‌کند، باعث تولید انرژی صوتی می‎شود: هنگامی که گدازه با دمای ۱۲۰۰ در جه سانتیگراد (۲۱۹۲ فارنهایت) با آب تقریبا منجمد دریا فعل و انفعال می‌کند، بخار شده که منجر به انفجار صدا می‌شود، از ترک‌های تیز و رگبارهای رعدآسا گرفته تا غرش‌های آهسته. انرژی لرزشی در مرز کف دریا و آب به انرژی صوتی زیر آب تبدیل می‌شود، نوعی منطقه گلدیلاکس (Goldilocks) برای افرادی که به ارتعاشات زیر آب گوش می‌دهند. در اعماق تقریبا ۱۰۰۰ متری (۳۳۰۰ فوتی) فشار، دما و شوری با هم ترکیب شده تا حرکت صدا را در آب کاهش دهند و انتقال آن را تسهیل کنند. این منطقه با نام «کانال تثبیت و برد صدا Sound Fixing and Ranging (Sofar)» شناخته می‌شود. نهنگ‌ها هم از همین کانال صوتی برای برقراری ارتباط با یکدیگر زیر آب استفاده می‌کنند. هیدروفون‌ها، یا میکروفون‌های زیر آبی می‌توانند سیگنال صوتی را از امواج صوتی تشخیص دهند که از تبدیل انرژی لرزشی در طول کانال Sofar تولید می‌شوند. این داده‌های صوتی سرنخ‌هایی از استقرار جریان‌های گدازه‌ها می‌دهند که یک هشدار احتمالی برای فوران‌های قریب‌الوقوع یا جاری می‌باشند.

محققان فروپاشی جزایر آتشفشانی را بخشی از تاریخ زمین‌شناسی آنها می‌دانند و برخی هم انتظار دارند دامنه‌های آنها از بین رفته و در اقیانوسی فرو ریزد و منجر به رانش زمین، زلزله و سونامی‌های بزرگ شوند. آقای اسکارتین می‌گوید: «اگرچه ما چنین رویداد بزرگی را در تاریخ ثبت شده نداشته‌ایم، ولی عواقب آن می‌تواند فاجعه بار باشد». در همین حین، زمین‌شناسان و آتشفشان‌شناسان با «صحنه‌های جرمی» که در اختیارشان است به عملیات کارآگاهی خود زیر آب ادامه می‌دهند. دریاکوه آکسیال (Axial) را در نظر بگیرید که یک کوه آتشفشان فعال است که در سواحل شمال غربی اقیانوس آرام آمریکا قرار دارد و به عنوان فعال‌ترین آتشفشان زیر آب شناخته شده است. این آتشفشان در سال‌های ۱۹۹۸، ۲۰۱۱ و ۲۰۱۵ فوران‌های مستند داشته و به شدت مورد بررسی واقع شده است. ضبط کننده‌های فشار پایین نشان می‌دهند که آکسیال به آرامی در حال تورم است. این در صورتی است که وسایل نقلیه با کنترل از راه دور جریان گدازه‌های جدیدی را کشف کرده‌اند که نشانگر احتمال فورانی دیگر در آینده نه چندان دور می‌باشد.

ایالات متحده آمریکا یک برنامه «کمک به بلایای آتشفشانی» دارد که شامل زمین‌شناسان، آتشفشان‌شناسان و سایر کارشناسان در تمام جنبه‌های ارزیابی خطر آتشفشان و نظارت و پاسخ اضطراری آتشفشان می‌باشد. بسیاری از دولت‌ها گروه‌های مشابه‌ای دارند. شکارچیان آماتور آتشفشان می‌توانند از راهنمای مفید USG درباره آتشفشان‌ها استفاده کنند که شامل پرسش‌های متداول درباره فوران‌هایی است که در فیلم‌ها به تصویر می‌شوند (مشخص شد که در واقعیت دانشمندان نمی‌توانند از گدازه‌های جوشان عبور کنند). با این حال دستورالعمل‌های مربوط به سونامی‌های تولید شده توسط آتشفشان‌های زیر آب هنوز در حال نگارش می‌باشد.

آقای مکی می‌گوید: «هونگا تونگا خارج از حالت عادی فوران کرد، و این نکته‌ای است که باعث گیج شدن ما شده است: این آتشفشان آنطور که کتاب‌های درسی می‌گویند رفتار نکرد». این فوران در تونگا بیشتر از یک ابر-آتشفشان انفجاری بود، ولی این آتشفشان دست نخورده باقی ماند و دانشمندان را وادار کرد نظریه‌های خود درباره مکانیسمی که ممکن است باعث چنین آشوبی شود را مورد ارزیابی مجدد قرار دهند. نکته گیج‌کننده‌تر این بود که انرژی هونگا تونگا در یک الگوی عمودی کامل پراکنده بود و رو به بیرون در سطح کف دریا نبود. آقای مکی می‌گوید: «این انفجار تفنگ ساچمه‌های در آسمان بی‌نظیر بود». انفجار عظیم هونگا تونگا نه تنها امواج اقیانوس را تولید کرد، بلکه امواج صوتی و جوی را ایجاد کرد، نوساناتی که رو به بیرون تابش می‌کردند.

این امواج به بیش از ۱۰۰ کیلومتر (۶۰ مایل) در جو می‌رسیدند و با سرعتی تقریبا دو برابر سرعت یک جت مسافربری و رو به بیرون حرکت می‌کردند. آقای ویلیامز می‌گوید نکته عجیب‌تر این بود که «این امواج از الگوهای سنتی فرسودگی پیروی نمی‌کردند. به نظر می‌رسید که آنها انرژی بیشتری را در خود نگه داشته و موجی را تولید کردند که به خوبی ثبت شد، حتی تا یخ تاق راس (Ross) در قطب جنوب.

محققان هنوز در تلاشند مجموعه رویدادهایی را در کنار هم بگذارند که یکی از ویران‌گرترین فوران‌های قرن را بوجود آورد. تخمین زده می‌شود انفجار هونگا تونگا انرزی معادل ۱۰ میلیون تن تن ان تی (TNT) آزاد کرد و یک فوران خاکسترو آب دریا بود که جزیره را در خود فرو کشید. این فوران نه تنها زیرساخت‌های محلی را مختل، منابع آب را آلوده و جاده‌ها را مسدود کرد، بلکه اثرات موجی هم در سراسر جهان داشت. کره زمین پر از آتشفشان‌های زیردریایی بی‌شمار است که هر کدام از آنها می‌تواند بدون اطلاع قبلی خشم خود را بیرون بریزد. ما با مطالعه هونگا تونگا می‌توانیم در ارتباط با اقدامات محافظتی در مورد سایر این بمب‌های ساعتی زیر آبی که منتظر منفجر شدن هستند، نکات بیشتری بیاموزیم.

خبرهای بیشتر را در کانال تلگرام بی‌‌بی‌سی فارسی دنبال کنید