在2022年1月Hunga Tonga-Hunga Ha’apai火山发生重大喷发前十五分钟，两个遥远的地震站记录到了一个地震波。研究人员现在建议这些早期信号可能对监测遥远海洋火山的潜在喷发至关重要。
科学家们认为，这个地震波是由于位于火山火口墙下的海洋地壳脆弱部分发生裂缝。这个裂缝促使海水涌入熔浆，使其在火山熔浆室上方的区域混合，从而引发了剧烈的喷发。
这项研究发表在《地球物理研究快报》，这是美国地球物理联盟的一本期刊，因其快速获取的高影响报告在地球和空间科学各个领域而闻名。
这些发现扩展了研究人员在遥远地点监测火山的早期工作。在这种情况下，检测到的瑞利波——一种沿地球表面传播的地震波——距离火山750公里（约466英里）。
“早期警报对于降低灾害风险至关重要，”东京大学的火山学家及研究合著者市原美江说。“火山岛可能引发海啸，构成严重威胁。”
火山喷发前的安静迹象
Hunga Tonga-Hunga Ha’apai是位于太平洋西部汤加王国的一个海洋火山。它的形成源于太平洋板块被推入澳大利亚板块之下，造成可以导致喷发的熔浆。
在2022年1月15日，火山以前所未有的力量喷发，释放了相当于58000个奥运游泳池的水蒸气进入平流层，发起了一场非凡的雷电风暴并引发了海啸。这场强大的喷发前在1月14日发生了一次较小的喷发，且一个月前就已经有喷发活动。
虽然研究人员对喷发的确切开始时间存在争议，但大多数人一致认为喷发是在协调世界时（UTC）4:00不久后开始的。最近的研究确定瑞利波发生在UTC 3:45左右。
研究人员分析了在斐济和富图纳岛上设备检测到的瑞利波的地震数据。尽管瑞利波通常是火山喷发和地震的正常指示，但研究人员认为这个特定的波指向了一个更早的事件，可能是巨大喷发的催化剂。
“通常，喷发前会出现地震活动，”东京大学的火山学研究生、研究的首席作者堀内拓郎解释。“然而，这些地震信号通常很微弱，仅在距离火山几公里的地方被检测到。”
相比之下，这一地震信号覆盖了相当远的距离，这表明发生了重大地震事件。“我们认为，这一前兆标志着异常大的运动开始了，”堀内补充道。
海底山的谜团
尽管科学家可能无法完全确定巨大的“火口形成”喷发的确切原因，但市原认为这个过程是逐渐展开的。她提出前兆事件开启了一个地下过程，最终导致喷发。
然而，确定这些非凡喷发的来源是相当具有挑战性的。
“已记录的火口形成喷发非常少，发生在海洋中的更少，”市原表示。“这提供了对导致火口形成的过程的一个视角，但也可能存在其他情形。”
尽管如此，捕捉早期喷发指示可以为岛屿国家和沿海社区提供宝贵的时间来准备可能的海啸——即使地震信号在地表上未被感知。
“在喷发期间，我们没有考虑实时使用这种类型的分析，”市原指出。“然而，下次如果发生重大水下喷发，当地监测站可能能够利用他们的数据进行检测。”
