La erupción del volcán de Tonga fue audible a 10.000 kilómetros
La erupción masiva del volcán de Tonga ha
proporcionado numerosos datos relativos a ondas atmosféricas, incluidos sobre
infrasonidos seguidos por sonidos audibles en puntos tan alejados como Alaska.
Robin Matoza, de la Universidad de California Santa
Barbara, dirigió un equipo de 76 científicos, de 17 países, para caracterizar
las ondas atmosféricas de la erupción, las más fuertes registradas en un volcán
desde la erupción del Krakatoa en 1883.
El trabajo del equipo, compilado en un período de
tiempo inusualmente corto, detalla el tamaño de las ondas que se originaron en
la erupción, que según los autores estaban a la par con las de Krakatoa.
Los datos también proporcionan una resolución
excepcional del campo de ondas en evolución en comparación con lo que estaba
disponible del evento histórico. El artículo, publicado en la revista Science,
es el primer informe completo de las ondas atmosféricas de la erupción.
La evidencia preliminar sugiere que una erupción el
14 de enero hundió la ventilación principal del volcán por debajo del nivel del
mar, lo que provocó la explosión masiva al día siguiente. La erupción del 15 de
enero de 2022 generó una variedad de diferentes ondas atmosféricas, incluyendo
explosiones que se escucharon a 10.000 kilómetros de distancia en Alaska.
También creó un pulso que causó la ocurrencia inusual de una perturbación
similar a un tsunami una hora antes de que comenzara el tsunami sísmico real.
"Este evento de ondas atmosféricas no tiene
precedentes en el registro geofísico moderno", dijo el autor principal
Matoza, profesor asociado en el Departamento de Ciencias de la Tierra de UC
Santa Barbara.
Una visión sin
precedentes de las ondas atmosféricas
La erupción volcánica de Hunga ha proporcionado una
visión sin precedentes del comportamiento de una variedad de tipos de ondas
atmosféricas. "Las ondas atmosféricas se registraron globalmente en una
amplia banda de frecuencias", dijo en un comunicado el coautor David Fee
del Instituto Geofísico Fairbanks de la Universidad de Alaska. "Y al
estudiar este notable conjunto de datos, comprenderemos mejor la generación,
propagación y registro de ondas acústicas y atmosféricas.
"Esto tiene implicaciones para monitorear
explosiones nucleares, volcanes, terremotos y una variedad de otros
fenómenos", continuó Fee. "Nuestra esperanza es que podamos
monitorear mejor las erupciones volcánicas y los tsunamis al comprender las
ondas atmosféricas de esta erupción".
Las ondas Lamb
Los investigadores estaban más interesados en el
comportamiento de una onda atmosférica conocida como onda Lamb, que es la onda
de presión dominante producida por la erupción. Estas son ondas de presión
longitudinales, muy parecidas a las ondas de sonido, pero de frecuencia
particularmente baja. Tan baja frecuencia, de hecho, que los efectos de la
gravedad deben tenerse en cuenta. Las ondas Lamb están asociadas con las
explosiones atmosféricas más grandes, como grandes erupciones y detonaciones nucleares,
aunque las características de las ondas difieren entre estas dos fuentes.
Pueden durar desde minutos hasta varias horas.
Después de la erupción, las ondas viajaron a lo
largo de la superficie de la Tierra y dieron cuatro vueltas al planeta en una
dirección y tres veces en la dirección opuesta, registraron los autores. Esto
fue lo mismo que observaron los científicos en la erupción del Krakatoa de
1883. La onda Lamb también llegó a la ionosfera de la Tierra, elevándose a
1.100 kilómetros por hora a una altitud de aproximadamente 450 kilómetros.
"Las ondas de Lamb son raras. Tenemos muy pocas
observaciones de alta calidad de ellas", dijo Fee. "Al comprender la
onda Lamb, podemos comprender mejor la fuente y la erupción. Está relacionada
con el tsunami y la generación de penachos volcánicos y probablemente también
esté relacionada con el infrasonido de alta frecuencia y las ondas acústicas de
la erupción".
La onda Lamb consistió en, al menos, dos pulsos
cerca del volcán. El primero tuvo un aumento de presión de siete a diez minutos
seguido de una segunda compresión más grande y una disminución prolongada de la
presión posterior.
Una diferencia importante entre los relatos de ondas
lamb de Hunga y las de Krakatoa es la cantidad y la calidad de los datos que
los científicos pudieron recopilar. "Tenemos más de un siglo de avances en
tecnología de instrumentación y densidad de sensores globales", dijo
Matoza. "Entonces, el evento Hunga de 2022 proporcionó un conjunto de
datos globales sin precedentes para un evento de explosión de este
tamaño".
Los científicos notaron otros hallazgos sobre las
ondas atmosféricas asociadas con la erupción, incluido un notable infrasonido
de largo alcance: sonidos de frecuencia demasiado baja para que los humanos los
escuchen. El infrasonido llegó después de la onda Lamb y fue seguido por
sonidos audibles en algunas regiones.
Los sonidos audibles llegaron a Alaska, a unos 6.200
kilómetros del volcán, donde se escucharon como estruendos repetidos.
"Escuché los sonidos", recordó Fee, "pero en ese momento
definitivamente no pensé que fuera de una erupción volcánica en el Pacífico
Sur".
Los científicos creen que los sonidos que se
escucharon en Alaska no podrían haberse originado en Hunga. Si bien aún queda
mucho por aprender, está claro que los modelos de sonido estándar no pueden
explicar cómo se propagan los sonidos audibles a distancias tan extremas.
"Interpretamos que se generaron en algún lugar del camino por efectos no
lineales", explicó Matoza.
"Hay una larga lista de posibles estudios de
seguimiento que examinan los diferentes aspectos de estas señales con más
detalle", dijo. "Como comunidad, seguiremos trabajando en este evento
durante años".
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