2022年1月、トンガ諸島付近の海面の穏やかな部分が突然爆発的に活動を開始した。活動が始まって1か月ほど経った後、フンガ火山の海底噴火は前例のない規模で起こり、灰が水柱を吹き上げ、 30マイル以上の高さ、それは数百マイルにわたって渦巻く煙となって急速に広がりました。
爆発は非常に強力で、地球に鐘のような音を響かせました。衝撃波は地球を何度も周回し、遠くアラスカまで聞こえたほどのソニックブームを巻き起こしました。また、噴火は津波を引き起こし、太平洋沿岸に被害を与え、日本、南北アメリカ、南極大陸で記録的な波を巻き起こしました。
科学者たちは、全く意外なことに、この噴火が海面下でも影響を及ぼしたことを発見した。そのことは、最近「ネイチャー・コミュニケーションズ・アース・アンド・エンバイロンメント」誌に掲載された論文で説明されている。
この写真に写っているタヒ・モアナ熱水噴出孔は、場所によっては最大6インチの灰に覆われているのが観察された。この地域のカタツムリやムール貝の中には、噴火とその余波を生き延びた種もいる。
幸運なタイミングで行われた探検の一環として、研究者チームが2022年4月にラウ海盆（トンガを取り囲む2つのプレートが出会う広大な海底地域）に向けて出航した。彼らの目的は深海温泉周辺の生物を研究することだった。しかし、彼らが到着すると、その地域には生物の死骸が散乱していた。
「噴火は数か月後のことで、約100マイル離れた場所で、深さは1マイル以上だったので、噴火による降下物はほとんど見られないと予想していました」と、ロードアイランド大学のロクサーヌ・ベイナート准教授とともに調査隊を率いた西ワシントン大学のショーン・アレラーノ准教授は語った。「ですから、私たちが見た影響のレベルには本当に驚きました。」
水中ロボットの目を通して、彼らは海底を最大5フィートの厚さの灰の層が覆っているのを目撃した。これはかつて見たことのない現象だ。絶滅危惧種のレッドリストに掲載されている脆弱なムール貝やカタツムリを含む地元の動物の個体群は、生き埋めになったか、劇的に変化した環境に順応できずに全滅した。
同様の壊滅的な出来事は化石記録に現れているが、科学者がリアルタイムの観察を収集する機会はめったにない。
「海洋における火山灰堆積の最近の観察例は非常に少ない」とベイナート氏は言う。「しかし、科学者が化石記録で同様の出来事を調べ、何が起こったのかを解明しようとしている例は数多くある」。チームの観察は、火山灰堆積プロセスの初期段階を知る貴重な機会となる。
おそらく今から数千年から数百万年後には、科学者たちはフンガ火山の噴火で埋もれた生物の化石を研究することになるだろう。
沈むか泳ぐか？
生態系を研究するという当初の目標はほぼ打ち砕かれ、研究チームはすぐに方向転換して、噴火による水中の余波を調査した。彼らのより直接的な発見の 1 つは、同様の出来事の後に一部の生物がどうなっているかについての長年の考えを覆すものだった。
化石記録によると、カニなどの甲殻類は、生息環境が突然火山灰に覆われたときに絶滅することが多い。科学者は、動物の呼吸器系が詰まる可能性が高いと推測している。しかし、ベイナートとアレジャノのチームは、甲殻類がフンガ火山の噴火を無事に生き延び、他の多くの動物を葬り去った火山灰の上を走り回っていることに気づいた。チームは、甲殻類が予想に反してこれほどうまく生き延びた理由をまだ解明中だ。
研究チームは予想以上に多くの噴出孔動物の幼生も採集した。アレジャノ氏は、新しいサンプル採取システムによってさらに多く採集できたかもしれない、あるいはこの出来事が動物の産卵を誘発した可能性もあると推測している。産卵は嵐やその他の大きな混乱の後に時折起こることが知られている。
「あるいは、この地域では普通のことなのかもしれません」とアレジャノ氏は言う。「この地域ではこれまで採集があまり行われていなかったので、比較できる基準値がないのです。」
デクスター・デイビス（ウェスタンワシントン大学）
チームが収集したサンプルの中で、アレラノは初めて記録に残る観察を行った。 アルヴィニコンチャ カタツムリの幼生。これらのカタツムリは、西太平洋とインド洋の熱水噴出孔で優勢な基本種に成長するが、その幼生を見た人はこれまで誰もいなかった。これらの生物は、組織内に化学合成細菌を宿しており、熱水噴出孔流体中の化学物質を介して栄養の大部分を摂取している。