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La erupción volcánica de Tonga, que rompió récords, envió ondas atmosféricas a toda velocidad alrededor de la Tierra

El satélite GOES-17 capturó imágenes de una nube paraguas generada por la erupción submarina del volcán Hunga Tonga-Hunga Ha'apai el 15 de enero de 2022. Crédito de la imagen: imagen del Observatorio de la Tierra de la NASA por Joshua Stevens usando imágenes GOES cortesía de NOAA y NESDIS

Un volcán submarino entró en erupción en enero cerca de la nación del Pacífico de Tonga y envió ondas de presión masivas a través de la atmósfera de la Tierra, donde lamieron el planeta varias veces. El último volcán que generó ondas tan grandes en la atmósfera fue Krakatau en 1883, durante unode las erupciones volcánicas más destructivas en la historia registrada, muestra un nuevo estudio.

"Este evento de onda atmosférica no tiene precedentes en el registro geofísico moderno", dijo el primer autor Robin Matoza, profesor asociado en el Departamento de Ciencias de la Tierra de la Universidad de California, Santa Bárbara. La investigación, publicada el jueves 12 de mayo enel periódico Ciencia, reveló que el pulso de presión generado por Tongavolcánfue "comparable en amplitud a la de la erupción del Krakatau de 1883 y en un orden de magnitud mayor que la de 1980 Monte St. Helenserupción", dijo Matoza a Rhythm89 en un correo electrónico. Cuanto mayor sea la amplitud de una ola, más poderosa es.

Un segundo estudio, también publicado el 12 de mayo en Ciencia, sugirió que este poderoso pulso no solo sacudía la atmósfera, sino que también enviaba ondas que corrían por el océano debajo. De hecho, las ondas atmosféricas generaron pequeños meteotsunamis de viaje rápido, es decir, una serie de ondas impulsadas por perturbaciones en la presión del aire.que llegó a la costa horas antes que los tsunamis sísmicos convencionales generados por la explosión del volcán.

Estos pequeños tsunamis "precursores" se observaron en todo el mundo, principalmente en el Océano Pacífico, pero también en el Océano Atlántico y el Mar Mediterráneo, sorprendentemente, dijo Tatsuya Kubota, investigador del Instituto Nacional de Investigación de Ciencias de la Tierra y DesastresResiliencia en Japón y primer autor del segundo estudio."La altura de los tsunamis 'precursores'... fue de aproximadamente unos pocos centímetros, aunque depende de la ubicación", dijo Kubota a Rhythm89 en un correo electrónico.

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Una erupción extremadamente enérgica

El volcán Tonga, llamado Hunga Tonga-Hunga Ha'apai, o simplemente Hunga, se encuentra a unas 40 millas 65 kilómetros al noroeste de la capital de Tonga, Nuku'alofa. Es uno de los 12 volcanes submarinos conocidos en el volcán Tonga-Kermadecarco, una estructura geológica que se extiende a lo largo del borde occidental de la placa del Pacífico de la Tierracorteza de, según el Programa de vulcanismo global del Smithsonian.

Cuando Hunga entró en erupción a mediados de enero, la columna de gas y partículas resultante golpeó la mesosfera, la tercera capa de la atmósfera sobre la superficie de la Tierra, convirtiéndola en pluma volcánica más grande en el registro satelital. El cantidad de energía liberada en la erupción fue comparable a lo que podría generarse con la explosión de 4 a 18 megatones de TNT, o más de 100 bombas a escala de Hiroshima detonando a la vez.

Después de la erupción que batió récords, Matoza y un equipo de más de 70 científicos de 17 países se dispusieron a documentar qué ondas atmosféricas generó la explosión. Para hacerlo, extrajeron datos de numerosos sistemas de monitoreo terrestres y espaciales.que había registrado la erupción a medida que se desarrollaba.

El equipo descubrió que, de todas las ondas atmosféricas producidas por la explosión, las llamadas ondas Lamb se destacaron como las más prominentes. Las ondas Lamb recorren la superficie de la Tierra y son similares a las ondas sonoras en el sentido de que producen vibraciones en elmedio por el que están viajando. Sin embargo, las ondas Lamb se propagan a frecuencias extremadamente bajas, "donde los efectos de gravedad volverse significativo ", dijo Matoza.

Estas imágenes estereoscópicas muestran la erupción de Hunga del 15 de enero desde arriba.Crédito de la imagen: imágenes y video del Observatorio de la Tierra de la NASA por Joshua Stevens, utilizando datos cortesía de Kristopher Bedka y Konstantin Khlopenkov/Centro de Investigación Langley de la NASA, e imágenes GOES-17 cortesía de la NOAA y el Servicio Nacional de Información, Datos y Satélites AmbientalesNESDIS

Los investigadores rara vez registran las ondas Lamb, porque solo surgen de enormes explosiones en la atmósfera, en la escala de grandes erupciones volcánicas y pruebas nucleares. "Normalmente no se observan para erupciones volcánicas más pequeñas", dijo Matoza a Rhythm89.

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En su punto más alto, las ondas Lamb generadas por la erupción de Hunga tenían una amplitud de 280 millas 450 km, lo que significa que golpearon el ionosfera: una capa densa de partículas cargadas eléctricamente que se encuentra entre 60 y 1000 km 35 a 620 millas sobre la superficie del planeta. En el transcurso de seis días, estas ondas se irradiaron hacia el exterior desde el sitio del volcán, dando la vuelta a la Tierra cuatro veces enen una dirección y tres veces en la otra. Con base en datos históricos, la erupción del Krakatau de 1883 generó ondas Lamb que dieron la vuelta a la Tierra la misma cantidad de veces, informaron los investigadores.

Las observaciones de la onda Lamb del equipo se alinean con los modelos anteriores del evento de erupción Hunga producidos por Nedjeljka Žagar, profesora de meteorología teórica en la Universidad de Hamburgo, y sus colegas. "Pudimos simular la onda Hunga Tonga Lamb solo dosdías después del evento", y ahora, el nuevo estudio de Science ha proporcionado más detalles sobre cómo se propagaron estas ondas, utilizando varias medidas geofísicas, dijo Žagar a Rhythm89 en un correo electrónico.

En su propio estudio de Science, Kubota y sus colegas conectaron los puntos entre estas olas Lamb y los tsunamis más rápidos observados después de la erupción. Descubrieron que el momento de las olas Lamb y los tsunamis "precursores" parecían coincidir. Lo sorprendente es queestas olas precursoras aterrizaron en tierra más de dos horas antes de lo que se esperaría de los tsunamis convencionales, que en gran parte son impulsados ​​por deformaciones repentinas en el lecho marino.

Además de las enormes olas de Lamb y los rápidos tsunamis, la erupción de Hunga también produjo ondas de sonido y ondas de infrasonido de alcance increíblemente largo, lo que significa ondas acústicas de frecuencia demasiado baja para ser escuchadas por los humanos, informaron Matoza y sus colegas. El prominenteLas ondas Lamb lideraron el grupo, seguidas por las ondas de infrasonido y luego las ondas de sonido audibles. Sorprendentemente, los sonidos audibles, que consisten en "booms" breves y repetidos, se informaron en todo Alaska, a más de 6,200 millas 10,000 km de la erupción de Hunga..

Publicado originalmente en Rhythm89.

Nicoletta Lanese

Nicoletta Lanese es redactora de Rhythm89 y cubre temas de salud y medicina, junto con una variedad de historias sobre biología, animales, medio ambiente y clima. Tiene títulos en neurociencia y danza de la Universidad de Florida y un certificado de posgrado en comunicación científica de laUniversidad de California, Santa Cruz. Su trabajo ha aparecido en The Scientist Magazine, Science News, The San Jose Mercury News y Mongabay, entre otros medios.