Cái gì có thể bắn 146 triệu tấn nước lên bầu khí quyển? Vệ tinh của NASA 'nhìn thấy' và chuyên gia đã bất ngờ

146 triệu tấn nước đã được bắn lên bầu khí quyển, sau khi vệ tinh quan sát, chuyên gia của NASA phát hiện điều gì?

Dựa trên hình ảnh từ vệ tinh của NASA, nguyên nhân gây ra việc bắn 146 triệu tấn hơi nước vào khí quyển là do vụ phun trào núi lửa ở Tonga. Sự kiện này diễn ra vào tháng 1/2022.

Cụ thể, vào ngày 15/1, khi núi lửa Hunga Tonga-Hunga Ha'apai phun trào dưới đáy biển, cách Tonga khoảng 65 km về phía Bắc, đã xảy ra một loạt sóng thần và nổ siêu thanh kéo dài trong 2 lần liên tiếp.

Theo National Geographic, âm thanh của vụ nổ có thể nghe từ New Zealand, cách đó hơn 2.100 km. Thậm chí còn có sóng xung kích truyền đi nửa vòng Trái Đất, đến Anh, cách xa hơn 16.000 km. Điều đáng nói là núi lửa Tonga phát ra 200.000 lần sét/phút trong một thời gian ngắn.

Hơn nữa, vụ phun trào núi lửa cũng đã đưa một lượng lớn hơi nước vào tầng bình lưu, nằm ở độ cao từ 12 đến 53 km so với bề mặt Trái Đất.

Theo các chuyên gia, dựa trên tính toán từ vệ tinh của NASA, lượng hơi nước khổng lồ này có đủ sức để 'lấp đầy' 58.000 bể bơi chuẩn Olympic.

Phát hiện bất ngờ này được thiết bị Microwave Limb Sounder (MLS) trên vệ tinh Aura của NASA thực hiện. Vệ tinh Aura có khả năng đo lường hơi nước, chất lượng tầng ozone và các khí khác trong khí quyển.

Tuy nhiên, sau vụ phun trào núi lửa ở Tonga, các nhà khoa học đã rất ngạc nhiên trước kết quả đo lượng hơi nước.

Các chuyên gia ước tính rằng, vụ phun trào đã đưa 146 teragram, tương đương với 146 triệu tấn nước lên tầng bình lưu. Con số này tương đương với 10% lượng nước hiện có ở tầng bình lưu và gấp gần 4 lần so với vụ phun trào Pinatubo ở Philippines vào năm 1991.

Nghiên cứu mới về việc phát hiện lượng hơi nước này đã được công bố trên tạp chí Geophysical Research Letters vào tháng 7 vừa qua.

Theo ông Luis Millan, tác giả của nghiên cứu, cũng là nhà khoa học nghiên cứu khí quyển tại Phòng Thí nghiệm Sức đẩy Phản lực của NASA: 'Chúng tôi chưa bao giờ thấy thứ gì giống như vậy'.

Do đó, nhóm nghiên cứu đã phải thực hiện kiểm tra cẩn thận về tất cả các phép đo trong thiết bị để đảm bảo tính chính xác và đáng tin cậy.

Theo ông Luis Millan: 'MLS là công cụ duy nhất có độ phủ đủ dày đặc để ghi lại lượng hơi nước khi có các hiện tượng tự nhiên xảy ra. Ngoài ra, nó cũng không bị ảnh hưởng bởi tro bụi từ núi lửa'.

Vệ tinh Aura được phóng vào năm 2004 và từ đó đã ghi nhận được hai vụ phun trào núi lửa gây ra sự bốc hơi nước đáng kể trong khí quyển. Tuy nhiên, lượng hơi nước từ vụ phun trào Kasatochi ở Mỹ năm 2008 và Calbuco ở Chile năm 2015 lại tan biến khá nhanh.

Theo các chuyên gia, vụ phun trào núi lửa ở Tonga khác biệt vì hơi nước thổi vào khí quyển có khả năng giữ nhiệt, gây ấm lên bề mặt Trái Đất. Hơi nước dư thừa này có thể tồn tại trong vài năm ở tầng bình lưu.

Các nhà nghiên cứu tin rằng, lượng hơi nước bị đọng lại là do độ sâu của miệng núi lửa là 150 m dưới bề mặt đại dương.

Lượng hơi nước dư thừa trong tầng bình lưu cũng có thể dẫn đến các phản ứng hóa học tạm thời, góp phần làm suy giảm tầng ozone bảo vệ của Trái Đất.

May mắn là hiệu ứng làm ấm từ hơi nước được cho là tương đối nhỏ và chỉ có tính tạm thời. Nhiệt độ sẽ trở lại bình thường khi lượng hơi nước thừa giảm đi. Các nhà nghiên cứu cũng cho biết, tình trạng này không đủ để làm trầm trọng thêm các vấn đề khí hậu, mà chỉ ảnh hưởng trong một thời gian ngắn.

Sự kỳ lạ trong vụ phun trào núi lửa ở Tonga

Theo các chuyên gia, ngọn núi lửa Hunga Tonga-Hunga Ha'apa vẫn hoạt động trong hàng chục năm qua. Trong quá khứ, núi lửa này đã thức dậy vào năm 2009 và giai đoạn 2014 – 2015. Tuy nhiên, những sự kiện đó chỉ là nhỏ bé so với vụ phun trào gây sốc vào tháng 1/2022.

Giáo sư Shane Cronin, chuyên gia về khoa học Trái Đất tại Đại học Auckland ở New Zealand, đánh giá rằng, vụ phun trào của núi lửa Hunga Tonga-Hunga Ha'apa vào ngày 15/1/2022 được coi là một trong những sự kiện lớn không gì có thể so sánh được trong hàng nghìn năm và nó xuất phát từ sự kết hợp của nhiều vụ phun trào trước đó.

Theo một số chuyên gia, vụ phun trào của núi lửa Hunga Tonga-Hunga Ha'apa đầu năm nay đã giải phóng một lượng năng lượng lớn, tương đương với hàng trăm quả bom nguyên tử đã được ném xuống thành phố Hiroshima (Nhật Bản) vào năm 1945.

Đến tháng 5/2022, Giáo sư Shane Cronin đã dẫn đầu một nhóm nghiên cứu đi thuyền qua vị trí vùng lõm trung tâm hình thành sau vụ phun trào của núi lửa này. Các chuyên gia đã sử dụng sóng siêu âm để lập bản đồ cấu trúc của miệng núi lửa.

Kết quả nghiên cứu cho thấy, miệng núi lửa rộng 4 km ban đầu nằm sâu 200 m dưới mực nước biển, nhưng sau vụ phun trào thì độ sâu đã tăng lên khoảng 850 m.

Theo chuyên gia Shane Cronin, ước tính trong quá trình hình thành miệng núi lửa khổng lồ, khoảng 6,5 km3 đá đã bị văng ra, tương đương với một quả cầu có đường kính bằng cầu Cổng Vàng ở San Francisco (California).

Theo nhóm nghiên cứu này, nguyên nhân của vụ phun trào tạo ra độ sâu mới của miệng núi lửa, có lẽ là do tương tác giữa một lượng lớn magma và nước khi núi lửa bắt đầu phun trào.

Giáo sư Shane Cronin cho biết, khi núi lửa phun trào, nước 20 độ C tiếp xúc trực tiếp với magma nóng tới 1.110 độ C. Sự chênh lệch nhiệt độ lớn như vậy đã khiến cho nước phát nổ khi bị ép tiếp xúc với magma. Thực tế, mỗi tương tác như vậy lại đẩy nước sâu hơn vào magma. Điều này làm tăng diện tích bề mặt tiếp xúc, đồng thời tạo ra những vụ nổ tiếp theo trong một phản ứng dây chuyền.

Nhóm nghiên cứu cho biết thêm, các hạt tro thu được ở Tonga sau vụ phun trào núi lửa cũng cho thấy rằng, có sự tương tác dữ dội giữa nước biển và magma. Khi nước biển tiếp xúc với magma, nó sẽ tạo ra sóng xung kích đủ mạnh để có thể làm nứt vỡ các hạt tro.

Cấu tạo đặc biệt của núi lửa Tonga

Xét về cách phân loại, theo Giáo sư danh dự Richard Arculus, một nhà nghiên cứu núi lửa tại Đại học Quốc gia Australia, Hunga Tonga-Hunga Ha'apai được xếp vào loại núi lửa ngầm ở dưới biển. Thế nhưng ngọn núi lửa này có điểm đặc biệt là miệng núi lửa của nó lại nhô lên trên mặt nước.

Miệng núi lửa trở thành một hố lớn ở giữa hai đảo Hunga Tonga và Hunga Ha'apai. Theo NASA, hai hòn đảo này cũng được tạo ra từ hoạt động phun trào của núi lửa.

Giáo sư Arculus cho biết, núi lửa Hunga Tonga-Hunga Ha'apai đã hoạt động tích cực trong 15 năm qua. Nó đã phun trào vào các năm 1912, 1937, 1988, 2009, 2015 và gần đây nhất là tháng 1/2022.

Giáo sư Arculus mô tả đợt phun trào vào ngày 15/1 là một vụ nổ lớn mở miệng núi lửa. Hình ảnh từ vệ tinh cho thấy vụ nổ trên biển tạo ra luồng sóng xung kích mạnh mẽ và lan ra ngang.

Vụ nổ tạo ra một khoảng trống lớn ở bên trong miệng núi lửa, khiến nước biển tràn vào. Lượng nước này sau đó trở lại và tạo thành sóng thần tiến vào bờ. Nhiều quốc gia ở Thái Bình Dương như Mỹ, Canada, New Zealand đã phát cảnh báo sóng thần.

Các chuyên gia nói rằng, dự đoán chính xác thời điểm phun trào tiếp theo ở núi lửa Hunga Tonga-Hunga Ha'apai là rất khó.

Tham khảo: CNN, Nature, ABC, NatGeo