2022年1月15日，南太平洋亨加海底火山的巨大噴發摧毀了島國湯加，併產生了各種大氣波–包括在6200英里（10000公里）以外的阿拉斯加聽到的轟鳴聲。另外，它還產生了一個大氣脈衝進而造成了一個不尋常的類似海嘯的干擾，這比實際的海嘯要更早到達太平洋海岸。
據悉，這些是由來自17個國家的76名科學家組成的團隊報告的許多觀察結果，他們研究了這次火山爆發的大氣波，這是自1883年喀拉喀托火山爆發以來已知的最大的火山爆發。據悉，該團隊的工作在異常短的時間內彙編而成，並在2022年5月12日發表在《科學》上。
阿拉斯加大學費爾班克斯地球物理研究所威爾遜阿拉斯加技術中心主任David Fee是該研究論文的第一作者，也是該中心參與研究的四位科學家之一。
湯加島附近的亨加火山爆發為人們提供了對一些大氣波行為的前所未有的洞察力。阿拉斯加密集的氣壓計、次聲傳感器和地震儀網絡為數據做出了貢獻。
Fee表示：“我們的希望是，通過了解這次噴發的大氣波，我們將能更好地監測火山爆發和海嘯。”他也是地球物理研究所在阿拉斯加火山觀測站部分的協調科學家。
“大氣波在全球範圍內被記錄在一個很寬的頻帶上，通過研究這個非凡的數據集我們將更好地了解聲波和大氣波的產生、傳播和記錄。這對監測核爆炸、火山、地震和其他各種現象都有影響，”他繼續說道。
研究人員發現噴發的蘭姆波的行為特別有趣，這種類型以其1917年的發現者–英國數學家霍勒斯·蘭姆命名。
像來自火山爆發和核試驗等的最大大氣爆炸會產生蘭姆波。它們可以持續幾分鐘到幾個小時。蘭姆波是一種導波，是那些沿着材料表面平行傳播並向上延伸的波。隨着亨加火山的爆發，波沿着地球表面旅行並在一個方向上繞地球四圈、在相反的方向上繞地球三圈–這跟1883年克拉卡陶火山爆發中觀察到的情況相同。
“蘭姆波是罕見的。我們對它們的高質量觀測非常少。通過了解蘭姆波，我們可以更好地了解源頭和噴發。它跟海嘯和火山煙羽的產生有關，也可能跟噴發產生的更高頻率的次聲波和聲波有關，”Fee說道。
蘭姆波至少由亨加附近的兩個脈衝組成，第一個脈衝有7到10分鐘的壓力增加，然後是第二個更大的壓縮和隨後的長時間壓力下降。根據地面站的數據，該波還到達了地球的電離層，然後以700mph的速度上升到約280英里的高度。
論文稱，跟1883年的蘭姆波相比，亨加爆炸的蘭姆波的一個主要區別是，由於一個多世紀以來技術的進步和全球各地傳感器的激增，收集到的數據量很大。
科學家們注意到跟火山爆發有關的大氣波的其他發現，其中包括“顯著的”長距離次聲波–頻率太低，人類聽不到的聲音。次聲波則在蘭姆波之後到達並在一些地區出現了可聽到的聲音。
論文指出，可聽聲音傳播了約6200英里到阿拉斯加，在那裡，在火山爆發后約9小時，他們在該州周圍聽到了重複的轟鳴聲。
“我聽到了這些聲音，但當時絕對不認為這是來自南太平洋的火山噴發，”Fee說道。
阿拉斯加的報告是有據可查的聲音離源頭最遠的描述。論文指出，這部分得益於全球人口增長和社會連接的進步。
Fee表示，他們將對這些信號進行多年的研究以了解大氣波是如何產生的以及它們如何在地球上傳播得這麼好。