2022 年 1 月 15 日，南太平洋汤加的洪加汤加和洪加哈阿派岛下的淹没火山口发生了爆炸。这次火山喷发将气体和火山灰喷射到地球的中层大气，高达 36 英里，高于有记录的任何其他火山的羽流。现代历史上观察到的地球上最强大的爆炸释放了到达秘鲁的海啸和远至阿拉斯加的海啸。
一项新研究表明，当大量火山灰、尘埃、玻璃落回水中时，它以惊人的方式重塑了海底。科学家们首次重建了太平洋剧烈波浪下的可能情况。根据今天发表在《科学》杂志上的一篇论文，所有这些物质都向下流动了数十英里。
“这些过程是前所未见的，”该研究的作者、英国国家海洋学中心的海洋火山学家 Isobel Yeo 说。
距离火山约 45 英里处，喷发切断了一条海底光纤电缆。对于汤加人和救援人员来说，断裂的电缆造成了严重不便，严重扰乱了岛屿的互联网。对于科学家来说，互联网流量的突然中断提供了一个时间戳，表明*某个东西*接触到电缆的时间：喷发后约一个半小时。
这次切断也引起了科学家的注意，即喷发已经扰乱了海底，而这很难发现。“我们无法从卫星上看到，”Yeo 说。“我们必须亲自去进行调查。”因此，在喷发后的几个月里，Yeo 和她的同事们着手从周围的水域中搜集线索，并将它们拼凑起来。
一位名叫 Branko Sugar 的汤加包船船主用手机摄像头捕捉到了最初的喷发，精确记录了火山喷发物开始落入水中的时间。几个月后，该船“Tangaroa”号研究船从新西兰出发，调查海底并收集火山流动样品。与大部分海洋不同，汤加周围的海底已经过测绘，这使得科学家能够证实地形的变化。
[相关：长达几个世纪的海底秘密测绘之旅]
研究人员重建的场景，如果发生在地面上，可能会被罗兰·艾默里奇的灾难片所收录。火山在几个小时内移动的物质比世界各大河流一年排入海洋的物质还要多。这些真正巨大的洋流从源头处流动了 60 多英里，雕刻出了摩天大楼般高的峡谷。
当火山爆发时，它喷出了大量的岩石、火山灰、玻璃和气体，这些物质落回了地球。对于这类喷发来说，这是很平常的，通常会产生威胁路径上一切的快速移动的火山碎屑流。但在洪加汤加-洪加哈阿派上空，坠落的物质只能流入大海。
“这是将大量致密的物质直接倾倒到海洋中，然后落在一个非常陡峭的斜坡上，从而侵蚀出额外物质的‘金发姑娘’时机，”国家海洋学中心的一位海洋地质学家、另一位作者 Michael Clare 说。“它会淤积，变得更稠密，然后就真的冲下去了。”
科学家估计，洪加汤加-洪加哈阿派喷发出的物质以每小时 75 英里的速度扩散——这与大多数美国州际公路的速度限制相当，甚至更快。如果属实，这将比地球上记录到的任何其他水下洋流快 50%。这些奔腾的泥石流会向上冲刷像山一样高的水下斜坡。
“这就像看到一场雪崩，你觉得自己就在旁边的山上很安全，而这场雪崩却直接冲向了你，”Clare 说。
研究人员表示，这些水下洋流是前所未见的。但了解火山对海底的影响不仅仅是科学好奇心。在过去两个世纪里，我们在水下铺设了重要的基础设施：先是电报电缆，然后是电话线，现在是传输互联网的光纤。
试图让一根电缆为这种规模的喷发做好准备，就像试图为被火车撞到做好准备一样——这实际上是做不到的。相反，一种更可靠的保护通信的方法是铺设更多的电缆，确保一次灾难不会中断所有连接。
[相关：火山灰与陨石的混合可能引发了地球生命]
在全球许多地区，情况已经如此。由于渔业事故，电缆经常被损坏，但影响不大。例如，如果世界经历了 1929 年那种地震引起的山体滑坡导致纽芬兰附近电缆中断的情况，我们可能不会注意到太多：欧洲和北美之间的互联网流量有很多其他路线。
然而，正如全球海底电缆地图所示，并非所有地方都如此。在 2022 年的汤加，一根被切断的电缆几乎完全切断了群岛与互联网的联系。许多其他岛屿，尤其是在发展中国家，也同样容易受到影响。
这些电缆对地质学家来说也很有价值。“如果没有这些电缆，我们可能仍然一无所知，也不会知道这些事件会以如此大的规模发生，”Clare 说。
