Forskere fanger lyde af vulkansk torden

Forskere rapporterer i en ny undersøgelse, at de har dokumenteret rumlen af ​​vulkansk torden for første gang, en bedrift, der anses for næsten umulig af mange vulkanologer.

Mikrofoner satte sig for at opdage vulkanudbrud i Alaskas Aleutian Islands optog lyde af Bogoslof-vulkanen i udbrud over otte måneder fra december 2016 til august 2017. Forskere, der analyserede optagelserne, identificerede adskillige knækkende lyde fra udbrud den 8. marts og 10. juni som vulkansk torden, et fænomen, som undersøgelsesforfatterne sagde, aldrig før er blevet fanget i lydoptagelser.

Iagttagere har tidligere beskrevet at høre vulkansk torden, men videnskabsmænd har ikke været i stand til at adskille tordenbommene forårsaget af vulkanske lyn fra kakofonien af ​​bælge og eksplosioner, der ledsager et eksplosivt udbrud. I den nye undersøgelse, forskere brugte mikrofoner på en nærliggende ø og kort over vulkanske lynnedslag til at identificere lyden af ​​torden.

"Det er noget, som folk, der har været ved udbrud, helt sikkert har set og hørt før, men det er første gang, vi endeligt har fanget det og identificeret det i videnskabelige data, " sagde Matt Haney, en seismolog ved Alaska Volcano Observatory i Anchorage og hovedforfatter af den nye undersøgelse, der er accepteret til offentliggørelse i Geofysiske forskningsbreve , et tidsskrift fra American Geophysical Union.

Analyse af vulkansk torden giver forskerne en ny måde at detektere vulkanske lyn og potentielt en måde at estimere størrelsen af ​​en askefane, ifølge Jeff Johnson, en geofysiker ved Boise State University, som ikke var forbundet med det nye studie.

Haney og hans team fandt, at tordenens intensitet svarede til intensiteten af ​​lynet, hvilket betyder, at forskere måske kan bruge torden som en proxy for vulkanske lyn, sagde Johnson. Intensiteten af ​​lynet i en vulkansk fan kan fortælle forskerne, hvor stor fanen er, og hvor farlig den kan være.

"At forstå, hvor lynet opstår i fanen, fortæller os om, hvor meget aske der er udbrudt, og det er noget, der er notorisk svært at måle, " sagde Johnson. "Så hvis du lokaliserer torden over et langt område, du kunne potentielt sige noget om, hvor omfattende fanen er."

Overvågning af forestående udbrud

Vulkanudbrud er i sagens natur støjende – eksplosioner af røg, aske og magma ryster jorden og skaber høje brag og rumlen, der giver genlyd i kilometervis. Lyn er almindeligt i vulkanske faner, fordi partikler af aske og is skraber og kolliderer med hinanden og bliver elektrificeret. Forskere antog, at vulkansk lyn efterfølges af torden, som det er under tordenvejr, men de havde endnu ikke været i stand til at drille tordenskrald fra selve udbruddets lyde, og mange videnskabsmænd anså det for umuligt, ifølge Haney.

I den nye undersøgelse, Forskere opdagede torden ved Bogoslof-vulkanen i Alaskas Aleutian Islands, en kæde af mere end 50 vulkanøer i det nordlige Stillehav.

Forskere overvåger konstant øerne langvejs fra for tegn på forestående udbrud. De bruger seismiske sensorer til at opfange jordbevægelser før eller under et udbrud, rækker af mikrofoner til at registrere lyde af aske, der eksploderer mod himlen og et globalt netværk af lynsensorer til at registrere lynnedslag i en askefane. Tordenvejr er sjældne på Aleuterne, så når sensorer registrerer lyn, det betyder højst sandsynligt, at der er et igangværende udbrud, sagde Haney.

Bogoslof begyndte at gå i udbrud i december 2016 og brød mere end 60 gange frem til august 2017. Mange af udbruddene producerede tårnhøje skyer af aske mere end seks kilometer (20, 000 fod) høj, der forstyrrede flyrejser i hele regionen.

Isolerende tordenskrald

Bogoslofs udbrud den 8. marts og den 10. juni skabte ideelle forhold for at observere vulkansk torden, sagde Haney. Begge udbrud genererede enorme askefaner, der varede ved i flere timer efter udbruddene var ophørt. Uden larm af et udbrud i baggrunden, forskere havde en bedre chance for at høre revner af torden forårsaget af lyn i fanen.

Verdensomspændende lynsensorer registrerede lynnedslag i askefanerne i flere minutter efter hvert udbrud sluttede. I den nye undersøgelse, Haney og hans kolleger sammenlignede timingen og placeringen af ​​lynnedslagene med lyde optaget af en mikrofongruppe på en nærliggende ø.

De fandt, at timingen og lydstyrken af ​​de lyde, som mikrofonerne opfangede, matchede lyndataene på en måde, som kun torden kunne.

Den 8. marts mikrofonerne optog mindst seks tydelige udbrud af lyd, der opstod tre minutter efter, at lynets aktivitet i fanen toppede. Timingen af ​​udbruddene betyder, at de næsten helt sikkert var tordenskrald forårsaget af lynet:Mikrofonerne var 60 kilometer (40 miles) væk fra vulkanen, så det ville have taget lyd tre minutter at nå mikrofonerne. At tordenen blev samlet så langt væk betyder også, at den var ret høj, sagde Haney.

Den 10. juni mikrofonerne opfangede udbrud af lyd, der kom fra en lidt anden retning end lyde fra udbruddet. Placeringen af ​​udbruddene svarede til områder med højeste lynaktivitet, ifølge undersøgelsen.

"Hvis folk havde observeret udbruddet personligt, de ville have hørt denne torden, " sagde Haney. "Jeg forventer, at det fremover, andre forskere vil være begejstrede og motiverede til at kigge i deres datasæt for at se, om de kan opfange tordensignalet."