Sent på eftermiddagen den 15 januari exploderade vulkanön Hunga Tonga–Hunga Ha’apai som ligger i önationen Tonga i södra Stilla havet, ungefär 2000 kilometer nordost om Nya Zeeland. Explosionen inträffade klockan 05:14 svensk tid. Det är det starkaste utbrottet sedan Mount Pinatubos utbrott 1991 och effekter av den uppmättes över hela jorden, bland annat från Onsala Rymdobservatorium där både chockvåg och seismisk aktivitet detekterades. Kontakten med Tonga har varit bristfällig sedan utbrottet men minst fyra personer är bekräftade döda och majoriteten av Tongas befolkning har påverkats.
Kungadömet och önationen Tonga ligger där Stilla havets tektoniska platta går in under Australiens tektoniska platta, längs Tonga-Kermadec-förkastningen. Det är ett mycket vulkaniskt aktivt område med flera önationer, ögrupper och vulkaner varav många är undervattensvulkaner.
Vulkanen som exploderade den 15 januari är en undervattensvulkan som heter Hunga Tonga–Hunga Ha’apai efter de två öar som är en del av den, Hunga Tonga och Hunga Ha’apai. Innan 2015 var öarna separata men efter en serie utbrott under det året förenades öarna med lava. Här har pågått nya utbrott sedan 20 december 2021 då ett askmoln syntes hela 70 kilometer därifrån i Nuku’alofa. Dock så lugnade utbrotten ned sig och vulkanen ansågs vara slumrande igen den 11 januari. Klockan fyra på morgonen lokal tid den 14 januari började utbrotten igen med nya askmoln och tsunami till följd. Dagen därpå, den 15 januari klockan 17:14 lokal tid exploderade vulkanen dramatiskt. Händelseförloppet följdes av bland annat två stycken geostationära vädersatelliter, amerikanska Goes-West och japanska Himawari 8.
I satellitbilder syns ett askmoln som expanderar snabbt till flera hundra kilometer i diameter på bara ett par timmar. Skymningsljuset på platsen gör att molnets syns tydligt. Från bilderna går det att uppskatta askmolnets höjd till minst 30 km med en ännu högre askpelare i centrum.
– Pelaren är exceptionellt stor, minst över 30 och kanske till och med 45 km. Mängden aska är oklar, säger Santiago Arellano, forskare om atmosfären och vulkanutbrott på Chalmers tekniska högskola, institutionen för Rymd-, geo- och miljövetenskap.
Askmolnet förmörkade snart solen i Tonga, explosion och tryckvåg kändes mycket tydligt. Än så länge har fyra stycken dödsfall blivit bekräftade i Tonga. Vid Samoa (800 km bort) och Fiji (700 km) hördes explosionen som ett långt utdraget åskmuller. Det kom vittnesuppgifter från Alaska och Yukon om ett muller från vulkanen, cirka 10.000 km bort. Resulterande tsunami var i Tonga upp mot 15 meter hög. Så gott som alla kuststräckor runt Stilla havet fick ta del av den. I Peru kom två meter höga vågor som tog ytterligare två människors liv.
Efterföljande satellitbilder visar att Tonga är täckt av vulkanaska. Detta är en tung och farlig aska som består av mikroskopiska fragment av sten och glas. Därför dröjde det också dagar innan räddningsarbetet – som leds av Australien och Nya Zeeland – kunde komma fram. Flygplatsen behövde röjas från vulkanaska. Kommunikationen har också varit bristfällig då undervattenskablar till Tonga har gått av. Reparationsarbetet uppskattas ta upp mot fyra veckor rapporterar brittiska BBC.
På grund av dålig kommunikation och stora avstånd är nästan allt man vet om utbrottet baserat på fjärranalys. Vädersatelliter har spelat en väldigt viktig roll i att förstå vad som händer. Även markbaserade stationer över hela jorden som mäter väder, seismisk aktivitet och spanar efter kärnvapenprover har detekterat explosionen, till exempel Onsala rymdobservatoriums väderstation och gravimeter. Populär Astronomi fick data från deras instrument av Maxime Mouyen, Hans-Georg Scherneck och Lars Pettersson, som forskar vid Chalmers och Onsala rymdobservatorium.
– Kombinationen av het magma och grunt, kallt, havsvatten är ett recept för en väldigt explosiv vulkan, även kallad ett hydrovulkanutbrott. Det lär ha bildats halogenrika ämnen som kan påverka ozonlagret [halogener är grundämnen som klor och brom, ozonlagret ligger i stratosfärens nedre lager på 15 till 30 km, red. anm.]. Efter den initiala chockvågen bildades en serie akustiska och gravitationsvågor som rörde sig jorden runt under flera dagar, säger Santiago Arellano.
I satellitbilderna syns även chockvågen i molnen runt området. Denna rörde sig med en hastighet av 300 meter per sekund och kunde detekteras världen över flera gånger. Med Onsala rymdobservatoriums barometer syns chockvågen som en tryckuppgång följt av en nedgång innan trycket stabiliserade sig tillbaka till det vanliga. Den pågick mellan ungefär 19:30 och 20:30 på kvällen den 15 januari svensk tid. Utbrottet inträffade efter klockan fem på morgonen, svensk tid. Det tog vågen ungefär 15 timmar att nå Onsala vilket är förväntat med dess hastighet och ett avstånd på 16.000 km. I Europa kom chockvågen norrifrån då den kortaste vägen till Tonga går över nordpolen. Från bland annat Finland går det att se hur chockvågen rör sig genom landet i en animering som delades i sociala medier.
[Korrigering: Vågorna som gick jorden runt var akustiska vågor och inte chockvågen. Akustiska vågor kan röra sig både genom luft och mark och färdas med ljudets hastighet inom det medium den rör sig i. Denna våg färdades med ljudets hastighet (340 meter per sekund) genom luften jorden runt och gjorde flera varv runt jorden.]
Onsalas gravimeter kände också av utbrottet. Klockan 6:30 på morgonen 15 januari svensk tid uppmättes ökad aktivitet i en något brusig bakgrund, drygt en timme efter utbrottet. Hans-Georg Scherneck säger att det var ”mycket mikroseismik den tiden” som inte har anknytning till vulkanen.
Utöver direkta effekter så påverkas befolkningen i Tonga av många mer eller mindre indirekta effekter. Önationen har undvikit smitta från Covid-19 under hela pandemin, vilket flera nyhetskällor rapporterat om.
– Jag vet bara det som sagts i nyheterna. Det verkar som att de har lyckats isolera sig från pandemin och är rädda för ytterligare komplikationer från smitta nu när räddningsarbetare kommer dit. Detta bör tas på högsta allvar då en stor andel av dödsorsakerna relaterade till stora utbrott är just svält och sjukdom, säger Santiago Arellano.
Utbrottet som det i Tonga är extra våldsamma då magman innehåller mycket vatten. Det kan komma temporära effekter på jordens klimat under följande år med lägre temperaturer och kaotiskt väder. Ett känt utbrott var Tambora år 1815 som orsakade att 1816 blev känt som ”året utan sommar” (eller ”artonhundra-frös-ihjäl”) med kaotiska vädermönster, missväxt och svält till följd i bland annat Europa och Nordamerika. I Populär Astronomi nummer 2021-2 går det att läsa mer om risker med ökade nivåer partiklar i atmosfären. Frågan är om utbrottet i Tonga kan ge upphov till klimatpåverkan följande år med.
– Det kan det verkligen. Tre villkor styr hur klimatet påverkas av ett vulkanutbrott: position, höjd på eruptionskolumnen och mängd svavelrik gas. Utbrott i tropikerna har en större potential att föra material till atmosfären som kan transporters till norra och södra halvkloten. Om kolumnen når stratosfären så stannar materialet där längre. Gaser som svaveldioxid kan bli sulfatrika aerosoler som absorberar och sprider solljus. Det gör stratosfären varmare och troposfären kallare. I fallet Hunga Tonga-Hunga Ha’apai möts alla tre villkor: vulkanen ligger ungefär 20 grader syd, kolumnen nådde mer än 30 km över havet och mängden svaveldioxid som släpptes ut under den mest explosiva fasen uppskattas till ungefär 400 000 ton. Den möjliga klimatpåverkan håller på att utvärderas och om den blir bekräftad så kan den pågå i ett par år, som var fallet efter Pinatubo-utbrottet 1991, säger Santiago Arellano.
År 1991 exploderade alltså vulkanen Pinatubo i Filippinerna och orsakade en global medeltemperaturminskning på runt 0,5 Celsius mellan 1991 och 1993. Tack vare att forskningen går vidare inom fjärranalys världen över med satelliter och på observatorier så blir det allt lättare att följa direkta och indirekta effekter även från mer svårtillgängliga vulkaner.
[Uppdatering: Santiago Arellano har efter denna publicering skrivit och berättat att det har kommit fler data kring svavelutsläppen från vulkanen. Dessa verkar inte vara lika höga som från Pinatubo, 1991. Det gör det möjligt att klimatpåverkan inte blir så kraftig som befarat men här finns väldigt stora osäkerheter, till exempel som hur mycket små partiklar bidrar till problemet.]
Omslagsbild: Vulkanutbrottet i Tonga den 15 januari 2022 sett från Japanska metereologiska institutets vädersatellit Himawari 8.
