Mae gwyddonwyr yn rhoi esboniad am y tswnami eithriadol a ddigwyddodd yn Tonga

Dywed gwyddonwyr eu bod wedi adnabod yr union fecanwaith sy’n gyfrifol am y tswnami eithriadol a ledodd yn gyflym ar draws y byd ar ôl ffrwydrad anferthol y llosgfynydd yn Tonga yn gynharach eleni.

Mewn papur newydd a gyhoeddwyd heddiw yn Nature, dywed tîm rhyngwladol sy’n cynnwys ymchwilwyr o Brifysgol Caerdydd i’r digwyddiad eithriadol gael ei achosi gan donnau disgyrchiant acwstig (AGW) a ddechreuwyd gan y ffrwydrad folcanig nerthol a deithiodd hyd yr atmosffer ac ar draws y cefnfor wrth i’r llosgfynydd Hunga Tonga-Hunga Ha'apai ffrwydro.

Wrth i'r tonnau hyn gyfuno â'i gilydd, cafodd ynni ei bwmpio'n barhaus i'r tswnami gan achosi iddo dyfu'n fwy a theithio'n llawer pellach, yn llawer cyflymach ac am hirach o lawer.

Ffrwydrad llosgfynydd Hunga Tonga-Hunga Ha'apai ar 15 Ionawr 2022 oedd ffrwydrad folcanig mwyaf yr 21ain ganrif a'r ffrwydrad mwyaf ers Krakatoa ym 1883.

Yn ôl y disgrifiadau, y ffrwydrad oedd y mwyaf a gofnodwyd erioed yn yr atmosffer ac roedd gannoedd o weithiau'n fwy pwerus na bom atomig Hiroshima.

Y ffrwydrad oedd ffynhonnell aflonyddwch atmosfferig yn ogystal â tswnami hynod o gyflym a gofnodwyd ledled y byd, gan achosi penbleth i wyddonwyr daear, atmosfferig a morol fel ei gilydd.

“Nid yw’r syniad bod modd i donnau atmosfferig a ysgogir gan ffrwydradau folcanig greu tswnamis yn un newydd, ond y digwyddiad hwn oedd y cyntaf i’w gofnodi gan offerynnau modern a niferus ledled y byd. Yn sgîl y rhain, gallwn ddatrys o’r diwedd yr union fecanwaith y tu ôl i’r ffenomenau anarferol hyn,” meddai cyd-awdur yr astudiaeth Dr Ricardo Ramalho, o Ysgol Gwyddorau Daear ac Amgylcheddol Prifysgol Caerdydd.

Mae tonnau AGW yn donnau sain hir iawn sy'n teithio o dan effaith disgyrchiant. Gallant deithio ar hyd cyfrwng megis y cefnfor dwfn neu'r atmosffer ar gyflymder sain ac maen nhw’n cael eu creu gan ffrwydradau folcanig neu ddaeargrynfeydd yn ogystal â chan ffynonellau nerthol a grymus eraill.

Gall un don AGW ymestyn degau neu gannoedd o gilometrau, a theithio ar ddyfnderoedd o gannoedd neu filoedd o fetrau o dan wyneb y cefnfor, gan drosglwyddo ynni o’r wyneb uchaf i wely'r môr, ac ar draws y cefnforoedd.

“Yn ogystal â theithio ar draws y cefnfor, gall tonnau AGW hefyd ymledu i’r atmosffer ar ôl digwyddiadau nerthol a grymus megis ffrwydradau folcanig a daeargrynfeydd,” meddai cyd-awdur yr astudiaeth Dr Usama Kadri, o Ysgol Mathemateg Prifysgol Caerdydd.

“Roedd ffrwydrad Tonga mewn lleoliad delfrydol o dan yr wyneb, mewn dŵr bas, ac roedd hyn yn peri i ynni gael ei ryddhau i’r atmosffer mewn siâp madarchen yn agos at wyneb y dŵr. Felly, roedd y ffaith bod tonnau AGW grymus wedi cyfuno ag arwyneb y dŵr yn beth anochel.”

Gan ddefnyddio data lloerennau a data yn yr atmosffer ac yn y môr o bob rhan o’r byd pan ddigwyddodd y ffrwydrad folcanig, mae’r tîm wedi dangos i’r tswnami gael ei yrru’n ei flaen gan donnau AGW a achoswyd gan y ffrwydrad, gan deithio’n gyflym i’r atmosffer a 'phwmpio' ynni, yn ei dro, yn ôl i'r cefnfor yn barhaol.

Dangosodd cymhariaeth o ddata atmosfferig a data ar lefel y môr fod perthynas uniongyrchol rhwng yr arwydd cyntaf o aflonyddwch yn yr awyr a achoswyd gan donnau AGW a dyfodiad tswnami mewn llawer o leoliadau ledled y byd.

Dywed y tîm fod y broses o drosglwyddo ynni yn ôl i'r cefnfor gael ei greu gan ffenomen o'r enw cyseiniant aflinol, pan fydd tonnau AGW yn cyfuno â'r tswnami a grëwyd ganddynt, gan achosi i'r tswnami fynd yn fwy.

Yn yr astudiaeth newydd, maen nhw'n amcangyfrif bod y tswnami wedi teithio rhwng 1.5 a 2.5 gwaith yn gyflymach na tswnami sy’n cael ei achosi gan losgfynydd, gan groesi cefnforoedd y Môr Tawel, yr Iwerydd a chefnfor India mewn llai nag 20 awr ar gyflymder o tua 1000 km/h.

“Ar ben hynny, oherwydd i’r tswnami gael ei greu gan ffynhonnell atmosfferig gyflym, ymledodd yn syth i’r Caribî a’r Iwerydd heb orfod teithio o amgylch ehangdir De America, fel y byddai’n rhaid i tswnami ‘normal’ ei wneud. Mae hyn yn esbonio pam y cyrhaeddodd tswnami Tonga arfordiroedd yr Iwerydd bron i 10 awr cyn yr hyn a ddisgwylid gan tswnami 'normal',” ychwanegodd Dr Ramalho.

“Mae tswnami Tonga wedi rhoi’r cyfle unigryw inni astudio mecanwaith ffisegol y ffordd y bydd tswnamis yn cael eu creu ac yn ymledu o amgylch y byd drwy gyseiniant tonnau disgyrchiant acwstig. Mae cyseinedd o’r fath ar y raddfa hon yn ein galluogi i symud y tu hwnt i’r ‘prawf o gysyniad’ y mecanwaith, a datblygu modelau rhagweld mwy cywir a systemau rhybuddio amser real, gyda’r posibilrwydd y bydd modd datblygu technoleg harneisio ynni newydd yn y dyfodol,” ychwanegodd Dr Kadri.