科学家揭秘汤加火山如何引发全球海啸

1883年8月，印度尼西亚一个名为喀拉喀托（Krakatau）或喀拉喀托（Krakatoa）的多山岛屿自我毁灭了。偶发的火山喷发在一次爆炸中达到了顶峰，将碎片送到80公里高的地方，使80万平方公里的地球表面被腐蚀性的火山灰所覆盖。由于该岛的大部分被炸开并溅入海中，海啸上升并撞向附近的爪哇岛和苏门答腊岛，造成这次火山爆发的36000人死亡。

虽然印度尼西亚首当其冲，但喀拉喀托火山爆发对整个世界产生了令人困惑的影响。尽管喀拉喀托火山的海啸似乎不可能从印度洋跃过大陆并进入其他大洋盆地，但不知何故，小海啸在太平洋和大西洋的国家海岸线上拍打。由于缺乏其他的解释，当时的科学家们把这些远距离的海啸归咎于时间巧合的地震。

在2022年1月15日，南太平洋上一个名为Hunga Tonga-Hunga Ha'apai的大部分被淹没的火山大锅释放出噩梦般的吼声。它的火山灰蘑菇云和当地的海啸摧毁了汤加王国的群岛。虽然它造成的死亡人数少得可怜，但这座火山打破了各种记录。它把碎片炸到了三分之二的地方；它的火山灰云每小时产生多达20万个闪电；而爆炸本身是有史以来最强大的记录之一。

美国地质调查局阿拉斯加火山观测站的地球物理学家马修-哈尼说，就爆炸的规模和能量而言，汤加的事件"基本上就像喀拉喀托火山2号"。在6000英里之外的安克雷奇，你能听到火山喷发的声音，这简直让他大吃一惊。同时一连串的海啸，几十厘米高，飞溅到不同的海洋盆地的遥远海岸上。

这一次，科学家认为他们已经找到了解决方案。当地球上的波高测量仪与相应的气压传感器相匹配时，很明显，爆炸产生的压力波一定与多个大洋和海洋的表面相连，将能量转移到水中，并产生了无数的海啸。这一解释同时解决了关于喀拉喀托火山的一个长达139年的谜团。但是，正如所有全面的科学启示一样，新的问题已经出现了。火山的压力波何时以及为何影响世界各地的海浪？为什么汤加的远距离海啸只出现在某些海岸线上？这些海啸到底有多大的威力，以及潜在的破坏性？

在那场大海啸穿越太平洋到达日本的近三个小时前，小波峰抵达了东京以南约1000公里的小笠原群岛。同一天，类似的波峰出现在从波多黎各到墨西哥的加勒比海，甚至在离火山爆发18000公里的地中海。这些小而快速的波浪提醒了一些科学家，地球可以通过一种不太常规的方式来制造海啸：利用大气。暴风雨有时可以产生持续的、重大的大气扰动。

1929年，英国数学家和海洋学家Joseph Proudman假设，如果一个扰动在一个水体上方以一定的速度移动，它可以启动现在称为Proudman共振的东西。他的方程式显示，大气压力波可以将能量传递给水中的波浪，使它们变得更大。而当这些被放大的波浪冲击海岸时，它们被称为流星海。普鲁德曼的数学运算最终表明，当大气扰动的速度与水波的速度相同时，从天空到海洋的能量转移是最有效的。而水波的速度取决于水的深度。