Ученые обнаружили на морском дне толстые слои вулканического пепла, оставшиеся после извержения в 2022 году подводного вулкана Хунга-Тонга-Хунга-Хаапай в Тонга, которые нарушили дыхание глубоководных организмов, живущих у гидротермальных источников. Исследователи изучили образцы и описали, как мощные подводные потоки вулканического осадка изменили морскую экосистему и повредили подводные кабели. Работа помогает понять последствия подобных извержений и возможные риски глубоководной добычи полезных ископаемых. Работа опубликована в журнале Geochemistry, Geophysics, Geosystems.
Подводный вулкан Хунга-Тонга-Хунга-Хаапай находится в южной части Тихого океана, в архипелаге Тонга, примерно в 40 километрах от главного острова страны. Он состоит из двух необитаемых островов — Хунга-Тонга и Хунга-Хаапай, которые образуют надводную часть вулкана и соединились в один остров после извержения 2014–2015 годов. Вулкан извергается нерегулярно, с начала XX века было зафиксировано несколько извержений, а последнее крупное произошло в январе 2022 года. Это извержение было очень мощным — вулкан выбросил столб пепла высотой почти 60 километров, что вызвало цунами и ударные волны, которые ощущались по всему миру.
Через четыре месяца после извержения подводного вулкана Хунга-Тонга-Хунга-Хаапай в 2022 году ученые собрали образцы осадка в районе вулкана. Подводный вулкан выбросил значительное количество осадочных пород вблизи островов, находящихся на расстоянии более 100 километров. Сначала команда проанализировала их состав, чтобы подтвердить, что осадок произошел от извержения Хунга-Тонга-Хунга-Хаапай. Для этого они сравнили химический состав и морфологию частиц с осадками, найденными у кратера вулкана. Форма частиц варьировалась от острых и колючих до гладких и сферических, причем большая часть осадка состояла из мелких частиц менее 100 микрометров — примерно размер человеческого волоса. Толщина осадочного слоя в некоторых местах достигала метра и более.
Исследователи установили, что осадок образовался в результате схода подводных лавин из вулканического материала, которые двигались по склонам кальдеры (котловины вулкана) и распространялись на большие расстояния. Эти потоки были настолько мощными, что повредили несколько подводных кабелей связи и прорезали каньоны на морском дне. По времени отключения кабелей и моменту извержения ученые смогли оценить скорость и динамику движения осадка.
Для моделирования распространения осадка в океане ученые использовали программы, которые учитывают океанские течения и ветер. Это позволило им проследить путь вулканического пепла от места извержения к отдаленным участкам океана.
Команда уделила особое внимание влиянию осадка на глубоководные организмы, которые составляют около 90% морских обитателей. В глубоких слоях океана, где нет солнечного света, жизнь поддерживается за счет хемосинтеза — процесса, при котором микроорганизмы используют химические вещества, выделяющиеся из гидротермальных источников. После извержения эти организмы оказались погребены под толстым слоем осадка, что лишило их кислорода и питания. Подвижные виды, такие как черви и актинии, не смогли быстро выбраться из-под осадка. Кроме того, многие животные питаются, фильтруя органические частицы из воды, но осадок забивал их жабры и кишечник, что серьезно снижало их жизнеспособность.
Также исследование показало, что вулканический пепел вызвал резкий рост планктона на поверхности океана. Позднее он осел на коралловые рифы, что может привести к изменениям в экосистемах мелководья, затрагивая более крупные виды и в конечном итоге экономику страны. Рыболовство и морской туризм, важные для жизни и доходов жителей Тонги, могут пострадать из-за изменения среды обитания и снижения численности морских организмов.
Ученые отметили, что некоторые их данные будут полезны и для экономики королевства Тонга.
«Район, где мы собрали образцы донных отложений, находится на территории королевства Тонга, и мы обнаружили, что они очень богаты минералами. Многие компании заинтересованы в добыче этих минералов, поэтому в ближайшие годы этот район, принадлежащий королевству Тонга, будет выставлен на торги для глубоководной добычи полезных ископаемых», — говорит Маркус Чакнова из Орегонского университета.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
