Cómo el volcán de Tonga generó una onda expansiva en todo el mundo

El volcán Hunga Tonga, situado en el suroeste del Pacífico, entró en erupción el sábado por la noche, hora local, produciendo un tsunami, enviando cenizas a 30.000 metros de altura y generando una onda expansiva atmosférica que dio la vuelta al mundo. La erupción se escuchó en Alaska, a unos 8.000 kilómetros de distancia, mientras que una zona del tamaño de Nueva Inglaterra quedó cubierta por la columna de humo.

El volcán se encuentra a unos 64 kilómetros (40 millas) al norte de la isla principal de Tonga, Tongatapu, cerca de la línea internacional de cambio de fecha. Tonga, con 105.000 habitantes, se encuentra al noreste de Nueva Zelanda y al sureste de Fiji.

“Tenemos una situación de pesadilla con una comunidad aislada que experimenta los efectos de una gran columna de cenizas volcánicas que produce importantes rayos volcánicos, así como un tsunami”, escribió en Twitter Janine Krippner, vulcanóloga del Programa de Vulcanismo Global del Instituto Smithsoniano. “Ver esa columna de cenizas, esos relámpagos volcánicos y ese tsunami me deja pensando en la gente que está siendo afectada por esta gran erupción”.

Además de los efectos atmosféricos más inmediatos y llamativos derivados del volcán, algunos han especulado que el volcán podría afectar al clima de la Tierra. Aunque los expertos se muestran escépticos, los científicos atmosféricos siguen recogiendo más datos.

La erupción

El Hunga Tonga, un volcán submarino, entró en erupción en 2009 y a finales de 2014. El 21 de diciembre de 2021 se produjeron nuevas erupciones, con rachas ocasionales de actividad durante las semanas siguientes. El 15 de enero se produjo una erupción muy explosiva, que dio lugar a la muestra más notable y sorprendente de poder volcánico captada por un satélite meteorológico.

La columna se elevó a unos 30.480 metros (100.000 pies), aproximadamente tres veces la altitud a la que vuelan los aviones comerciales. Las tormentas eléctricas se aplanan en la tropopausa, o parte superior de la troposfera, el nivel más bajo de la atmósfera de la Tierra, ya que una tapa de aire caliente suprime el desarrollo continuo hacia arriba. Sin embargo, la columna de Hunga Tonga era tan boyante que pudo penetrar en esta capa y continuar hacia la estratosfera antes de que las bolsas de aire y ceniza volvieran a remitir. La protuberancia en el centro de la masa de nubes donde esto ocurre se conoce como “torreones cumulogénitus”.

Las imágenes satelitales captaron “ondas gravitacionales” que se extendían desde el lugar en el que la columna perforaba esta capa en forma de techo en la atmósfera inferior, como las ondas que rodean a una piedra arrojada en un estanque.

Una prolífica tormenta volcánica

Seis horas después de la explosión inicial, la columna de ceniza y humo de Hunga Tonga cubría un área mayor que la de Nueva Inglaterra. Aunque había caído la noche, era lo suficientemente densa como para apagar el sol. Las descargas estáticas dentro de la columna, que se elevaba dos veces más alto que las tormentas eléctricas más feroces de la Tierra, produjeron prolíficas descargas de rayos volcánicos.

Las redes de detección de rayos y los satélites registraron más de 60.000 relámpagos en los 15 minutos siguientes a la explosión inicial del volcán, lo que corresponde a casi 70 relámpagos por segundo. Pocas tormentas eléctricas convencionales, si es que hay alguna, pueden compararse.

Obsérvese también el patrón en forma de ojo de buey que aparece en los datos de los rayos. Es el resultado de las mencionadas ondas gravitacionales. Al pasar las ondas, el movimiento ascendente se potencia localmente, lo que aumenta la velocidad de los rayos. A su paso, el aire se hunde, suprimiendo la actividad de los rayos.

Un tsunami peligroso

La explosión fue lo suficientemente potente como para generar un tsunami de varios metros en Tonga y provocó alertas de tsunami en Hawai, Alaska, Columbia Británica y gran parte de la costa oeste de Norteamérica, incluyendo Washington, Oregón y California.

En Port St. Luis, California, se observó un aumento de 1,2 metros (4 pies) en el nivel del agua, y en Arena Cove, California, se informó de un salto de 10 metros (3,5 pies). Crescent City, California, tuvo un pico de 8,2 metros (2,7 pies), y en King Cove, Alaska, se observó un tsunami de 8,5 metros (2,8 pies).

Además de un aumento del nivel de las aguas, los tsunamis pueden producir corrientes peligrosas y erráticas. Se mueven por los océanos más rápido que los aviones comerciales.

La explosión de un volcán se escucha en Alaska

Los expertos del Servicio Meteorológico Nacional de Anchorage y de la Universidad de Alaska Fairbanks confirmaron que las explosiones que se escucharon en el estado a primera hora de la mañana del sábado, hora local, procedían del volcán. Eso significa que el sonido viajó más de 8.000 kilómetros.

“El perro y yo nos despertamos de repente a las 3:30 y ahora sé por qué”, tuiteó Shan Cole, un escritor afincado en Anchorage.

Eso significa que el sonido viajó cerca de 1.200 kilómetros por hora, y los instrumentos confirmaron que gran parte del ruido producido sí estaba dentro del espectro de lo que los humanos pueden oír. El hecho de que no se oyera ningún sonido en Hawai, más cerca del volcán, sugiere que las condiciones atmosféricas en Alaska o en sus proximidades desempeñaron un papel en la reflexión del sonido hacia la superficie.

Una onda de choque atmosférica

En las imágenes de satélite iniciales que rodean al volcán, es fácil distinguir un anillo blanco que irradia rápidamente hacia el exterior, muy por delante de la columna volcánica. Es la onda de choque atmosférica.

Esa onda de choque viajó por todo el mundo, moviéndose también más rápido que la velocidad del sonido. En Florida, por ejemplo, pudo detectarse como una perturbación de la presión atmosférica poco después de las 9 de la mañana. Esto se debe a que la onda provocó brevemente un salto en la presión atmosférica, lo que significa que la atmósfera pesó más brevemente cuando la onda pasó.

Daryl Herzmann, de la Universidad Estatal de Iowa, recopiló los datos de presión atmosférica de los sensores de los 48 estados para ilustrar la ola que atravesó el país.

Posibles impactos climáticos

Las erupciones volcánicas pueden liberar enormes cantidades de dióxido de azufre y aerosoles que, en cantidades suficientemente grandes, pueden enfriar el planeta y trabajar para apagar un patrón de La Niña. Aunque en un principio se especuló con que el material liberado por Hunga Tonga podría tener un efecto similar, algunos expertos se apresuraron a señalar que la magnitud de su liberación era simplemente demasiado diminuta en comparación.

Simon Carn, profesor de Michigan Tech, tuiteó que las “columnas de dióxido de azufre no parecen ser extremas” hasta ahora. Tendría que ser de cinco a diez veces más densa para empezar a tener un impacto climático medible.

Alan Robock, profesor del Departamento de Ciencias Ambientales de Rutgers, señaló que la cantidad de dióxido de azufre necesaria para enfriar la Tierra tendría que ser inmensa.

“Sólo si la erupción inyecta una gran cantidad de SO2 en la estratosfera, al menos 1000 [kilotones, o miles de toneladas] o más, habrá un impacto climático”, escribió por correo electrónico.

Las mediciones por satélite muestran que las cantidades de SO₂ de la última erupción fueron de 400 kilotones. Robock dijo que la erupción “producirá alrededor de 1/50 del impacto de la erupción del Pinatubo de 1991″, o alrededor de 0,02 grados (0,01 grados Celsius) de enfriamiento promedio.

Aun así, los expertos señalan que las continuas erupciones son algo que hay que vigilar.

“No tenemos forma de saber cuándo terminará esta erupción”, escribió Krippner.

(c) 2022, The Washington Post - Matthew Cappucci

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