Los científicos identifican la columna volcánica más alta jamás registrada

La colosal erupción es también la primera en la que se ha observado directamente que se ha abierto paso hasta la capa de la mesosfera de la atmósfera. Los resultados se han publicado hoy en la revista Science.

La grandiosa erupción

El 15 de enero de 2022, Hunga Tonga–Hunga Haʻapai, un volcán submarino en el archipiélago de Tonga en el sur del Océano Pacífico, entró en erupción violentamente. La explosión fue una de las más poderosas jamás observadas, envió ondas de choque en todo el mundo y provocó devastadores tsunamis que dejaron a miles de personas sin hogar. Una imponente columna de ceniza y agua fue expulsada a la atmósfera, pero hasta ahora, los científicos carecían de una forma precisa de medir su altura.

Normalmente, la altura de una columna volcánica se puede estimar midiendo la temperatura registrada en la parte superior por satélites infrarrojos y comparándola con un perfil de temperatura vertical de referencia. Esto se debe a que en la troposfera (la primera y más baja capa de la atmósfera terrestre), la temperatura disminuye con la altura. Pero si la erupción es tan grande que la pluma penetra en la siguiente capa de la atmósfera (la estratosfera), este método se vuelve ambiguo porque la temperatura comienza a aumentar nuevamente con la altura (debido a que la capa de ozono absorbe la radiación solar ultravioleta).

Una animación de la erupción vista por el satélite meteorológico GOES-17. Crédito: Simon Proud y Simeon Schmauß / Uni Oxford, RALSpace NCEO / NOAA

Nuevas medidas de la irrupción por paralaje satelital

Para superar este problema, los investigadores utilizaron un método novedoso basado en un fenómeno llamado "efecto de paralaje". Esta es la diferencia aparente en la posición de un objeto cuando se ve desde múltiples líneas de visión. Puedes verlo por ti mismo cerrando el ojo derecho y extendiendo una mano con el pulgar levantado hacia arriba. Si luego cambia de ojo, de modo que el izquierdo esté cerrado y el derecho abierto, su pulgar parecerá moverse ligeramente contra el fondo. Al medir este aparente cambio de posición y combinarlo con la distancia conocida entre sus ojos, puede calcular la distancia a su pulgar.

La ubicación del volcán Tonga está cubierta por tres satélites meteorológicos geoestacionarios, por lo que los investigadores pudieron aplicar el efecto de paralaje a las imágenes aéreas que capturaron. De manera crucial, durante la erupción en sí, los satélites registraron imágenes cada 10 minutos, lo que permitió documentar los cambios rápidos en la trayectoria de la pluma.

Récord de altura: 57 km

Los resultados mostraron que la pluma alcanzó una altitud de 57 kilómetros en su punto más alto. Esto es significativamente más alto que los poseedores de récords anteriores: la erupción de 1991 del Monte Pinatubo en Filipinas (40 km en su punto más alto) y la erupción de 1982 de El Chichón en México (31 km). También convierte a la pluma en la primera evidencia observacional de una erupción volcánica que inyecta material a través de la estratosfera y directamente en la mesosfera, que comienza a unos 50 km sobre la superficie de la Tierra.

Una animación que muestra la altitud de erupción calculada utilizando datos de tres satélites meteorológicos. Crédito: Simeon Schmauß / Agencia Meteorológica de Japón / Administración Meteorológica de Corea / Administración Nacional Oceanográfica y Atmosférica.

El autor principal, el Dr. Simon Proud (Universidad de Oxford, RAL Space y el Centro Nacional para la Observación de la Tierra), dijo: "Es un resultado extraordinario, ya que nunca antes habíamos visto una nube de ningún tipo tan alta. Además, la capacidad de estimar la La altura de la forma en que lo hicimos (usando el método de paralaje) solo es posible ahora que tenemos una buena cobertura satelital. No habría sido posible hace una década más o menos".

Los investigadores de Oxford ahora tienen la intención de construir un sistema automatizado para calcular las alturas de las columnas de volcanes utilizando el método de paralaje. El coautor, el Dr. Andrew Prata, del Subdepartamento de Física Atmosférica, Oceánica y Planetaria, agregó: "También nos gustaría aplicar esta técnica a otras erupciones y desarrollar un conjunto de datos de alturas de penachos que puedan usar los vulcanólogos y científicos atmosféricos. para modelar la dispersión de cenizas volcánicas en la atmósfera. Otras preguntas científicas que nos gustaría entender son: ¿Por qué el penacho de Tonga fue tan alto? ¿Cuáles serán los impactos climáticos de esta erupción? ¿Y de qué estaba compuesto exactamente el penacho? "

Además de la Universidad de Oxford, el estudio también involucró al Laboratorio Rutherford Appleton y el Centro Nacional para la Observación de la Tierra en Harwell, y la Universidad de Ciencias Aplicadas de Munich.

Referencia

Simon R. Proud, The January 2022 eruption of Hunga Tonga-Hunga Ha'apai volcano reached the mesosphere, Science (2022). DOI: 10.1126/science.abo4076. www.science.org/doi/10.1126/science.abo4076

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