15 января 2022 года на архипелаге Хунга-Тонга-Хунга-Хаапай произошел взрыв вулкана. Облако пепла достигло главного острова Тонга в 60 км от вулкана, закрыв солнце и превратив день в ночь. В столице Тонга Нукуалофе были слышны громкие взрывы, с неба падали мелкие камни и пепел. Ударная волна от финальной стадии извержения, мощность которой оценивается в 10 мегатонн тринитротолуола, была слышна даже на Фиджи, Самоа и в Новой Зеландии. Извержение вызвало цунами, которое повредило более 100 домов и убило как минимум трех человек. В результате извержения 15 января остров Хунга-Тонга потерял не менее 70 % своей площади, а остров Хунга-Хаапай — около половины. Извержение стало крупнейшим в мире в XXI веке и, возможно, самым мощным со времен извержения Кракатау в 1883 году.
Во время извержения вулкан выбросил богатый водой шлейф высотой не менее 58 км. Этот шлейф вызвал рекордное количество вулканических молний, наблюдавшихся как из космоса, так и с помощью радиоантенн на земле за тысячи километров. Новое исследование показывает, что извержение вызвало больше молний — 2615 вспышек в минуту при максимальной интенсивности, — чем любой шторм, когда-либо зарегистрированный на Земле, включая суперъячейки и тропические циклоны. Пиковая частота молний значительно выше, чем у грозы над югом Соединенных Штатов в 1999 году, занимающей второе место в истории по интенсивности молнии (993 вспышки в минуту).
«Это извержение вызвало мощную грозу, подобной которой мы никогда не видели, — рассказывает ведущий автор исследования Алекса Ван Итон (Alexa Van Eaton), вулканолог из Геологической службы США. — Эти результаты демонстрируют новый инструмент для наблюдения за вулканами и помогают Геологической службе США информировать самолеты об опасности вулканического пепла. Гроза развилась из-за того, что высокоэнергетический выброс магмы прорвался через мелководье океана. Расплавленная порода испарила морскую воду, которая поднялась в шлейф и в конечном итоге образовала наэлектризованные столкновения между вулканическим пеплом, переохлажденной водой и градинами. Идеальный шторм для молнии».
Объединив данные датчиков, измеряющих свет и радиоволны, Алекса Ван Итон и ее коллеги отследили вспышки молний и оценили их высоту. Извержение произвело чуть более 192 000 вспышек (состоящих из почти 500 000 электрических импульсов) с максимальной частотой 2615 вспышек в минуту. Некоторые из этих молний достигли беспрецедентных высот в атмосфере Земли, от 20 до 30 км.
«Благодаря этому извержению мы обнаружили, что вулканические шлейфы могут создавать условия для молнии далеко за пределами области метеорологических гроз, которые мы наблюдали ранее, — продолжает Алекса Ван Итон. — Оказывается, извержения вулканов могут вызвать более сильные молнии, чем любой другой шторм на Земле. Извержение длилось намного дольше, чем час или два, которые первоначально наблюдались. Активность 15 января создавала вулканические шлейфы не менее 11 часов. На самом деле, только изучив данные о молниях, мы смогли это установить.
Авторов исследования удивили концентрические кольца молний с центром в вулкане, которые со временем расширялись и сжимались. «Масштабы этих колец молний поразили нас. Такого мы еще не видели, в метеорологических бурях нет ничего сопоставимого. Наблюдались одиночные кольца молний, но не множественные, и по сравнению с ними они крошечные», — говорит Алекса Ван Итон. Причиной этого явления стала сильная высотная турбулентность. Шлейф выбросил в верхние слои атмосферы столько массы, что в вулканическом облаке образовалась рябь, как в пруду от упавшего камня. Молния как будто «скользила» по этим волнам и двигалась наружу в виде колец шириной 250 км.
Исследование было опубликовано в журнале Geophysical Research Letters.
