科學家揭秘湯加火山如何引發全球海嘯

1883年8月，印度尼西亞一個名為喀拉喀托（Krakatau）或喀拉喀托（Krakatoa）的多山島嶼自我毀滅了。偶發的火山噴發在一次爆炸中達到了頂峰，將碎片送到80公里高的地方，使80萬平方公里的地球表面被腐蝕性的火山灰所覆蓋。由于該島的大部分被炸開并濺入海中，海嘯上升并撞向附近的爪哇島和蘇門答臘島，造成這次火山爆發的36000人死亡。

雖然印度尼西亞首當其沖，但喀拉喀托火山爆發對整個世界產生了令人困惑的影響。盡管喀拉喀托火山的海嘯似乎不可能從印度洋躍過大陸并進入其他大洋盆地，但不知何故，小海嘯在太平洋和大西洋的國家海岸線上拍打。由于缺乏其他的解釋，當時的科學家們把這些遠距離的海嘯歸咎于時間巧合的地震。

在2022年1月15日，南太平洋上一個名為Hunga Tonga-Hunga Ha'apai的大部分被淹沒的火山大鍋釋放出噩夢般的吼聲。它的火山灰蘑菇云和當地的海嘯摧毀了湯加王國的群島。雖然它造成的死亡人數少得可憐，但這座火山打破了各種記錄。它把碎片炸到了三分之二的地方；它的火山灰云每小時產生多達20萬個閃電；而爆炸本身是有史以來最強大的記錄之一。

美國地質調查局阿拉斯加火山觀測站的地球物理學家馬修-哈尼說，就爆炸的規模和能量而言，湯加的事件"基本上就像喀拉喀托火山2號"。在6000英里之外的安克雷奇，你能聽到火山噴發的聲音，這簡直讓他大吃一驚。同時一連串的海嘯，幾十厘米高，飛濺到不同的海洋盆地的遙遠海岸上。

這一次，科學家認為他們已經找到了解決方案。當地球上的波高測量儀與相應的氣壓傳感器相匹配時，很明顯，爆炸產生的壓力波一定與多個大洋和海洋的表面相連，將能量轉移到水中，并產生了無數的海嘯。這一解釋同時解決了關于喀拉喀托火山的一個長達139年的謎團。但是，正如所有全面的科學啟示一樣，新的問題已經出現了。火山的壓力波何時以及為何影響世界各地的海浪？為什么湯加的遠距離海嘯只出現在某些海岸線上？這些海嘯到底有多大的威力，以及潛在的破壞性？

在那場大海嘯穿越太平洋到達日本的近三個小時前，小波峰抵達了東京以南約1000公里的小笠原群島。同一天，類似的波峰出現在從波多黎各到墨西哥的加勒比海，甚至在離火山爆發18000公里的地中海。這些小而快速的波浪提醒了一些科學家，地球可以通過一種不太常規的方式來制造海嘯：利用大氣。暴風雨有時可以產生持續的、重大的大氣擾動。

1929年，英國數學家和海洋學家Joseph Proudman假設，如果一個擾動在一個水體上方以一定的速度移動，它可以啟動現在稱為Proudman共振的東西。他的方程式顯示，大氣壓力波可以將能量傳遞給水中的波浪，使它們變得更大。而當這些被放大的波浪沖擊海岸時，它們被稱為流星海。普魯德曼的數學運算最終表明，當大氣擾動的速度與水波的速度相同時，從天空到海洋的能量轉移是最有效的。而水波的速度取決于水的深度。