Ondas acústicas de la erupción del volcán de Tonga en Pirineos

El pasado 15 de enero hacia las 04:00 horas (UTC) el volcán submarino Hunga-Tonga-Hunga-Ha'apai entró en erupción provocando un tsunami en el océano Pacífico, una pluma volcánica de cerca de 30 km de altura y una fuerte explosión, cuya energía ha sido estimada por la NASA en unos 10 megatones, unas 500 veces mayor que la bomba nuclear explosionada en Hiroshima durante la segunda guerra mundial.

La variación de la presión atmosférica generada por esta explosión se ha propagado por todo el planeta, desplazándose como una onda de choque, con una velocidad cercana a los 1100 km/h. Esta onda ha sido detectada por diversos tipos de sensores, tales como los barómetros integrados en estaciones meteorológicas, sensores de infrasonido o estaciones geodésicas. Las variaciones de presión al paso de la onda oscilan en general entre 1 y 8 milibares.

La súbita variación de presión producida a la llegada de esta onda ha provocada variaciones del nivel del mar en muchos lugares del planeta, incluyendo localidades de las costas de Valencia y Baleares, llegando a producir variaciones de 50 cm de altura.

Ondas sísmicas

La deformación del suelo producida por la variación de presión asociada puede ser detectada también por sensores sísmicos, cuyo objetivo principal es el registro de las ondas sísmicas generadas por terremotos. Los datos obtenidos por el sensor sísmico instalado en el Laboratorio Subterráneo de Canfranc (LSC) y gestionado mediante un convenio de colaboración por el instituto GEO3BCN del CSIC, muestran un ejemplo de especial interés de este tipo de registros. Esta estación sísmica se encuentra a unos 17000 km del volcán, relativamente cerca de su punto antipodal, situado en el sur de Algeria.

En primer lugar, el sismómetro registra la llegada de las ondas sísmicas producidas por la erupción. Estas ondas viajan a velocidades cercanas a los 8 km/s (28.8 km/h), llegando a los Pirineos unos 20 minutos después de la explosión. Unas 16 horas más tarde se produce la llegada de la onda de presión, que provoca una deformación claramente detectada por el sismómetro.

Analizando en más detalle los datos, se pueden identificar la llegada de dos señales acústicas.

La primera onda, después de viajar siguiendo el trayecto más corto entre Tonga y los Pirineos, llega a la estación sísmica cerca de las 20:00 UTC. Unas cuatro horas después, se registra la llegada de la onda acústica que había recorrido el globo en dirección contraria, siguiendo pues un trayecto más largo.

Si bien las señales pueden identificarse en las tres componentes de los registros sísmicos, su identificación es más clara en la componente orientada Norte-Sur (HHN), ya que las ondas llegan a los Pirineos en esta dirección.

El punto de mayor interés de los datos obtenidos en el LSC es que permiten identificar la deformación del suelo producida por el segundo paso, unas 36 horas más tarde, de las ondas de presión, que alcanzan los Pirineos después de haber circunvalado nuevamente la Tierra y viajado uno total de 57.000 km, siendo aún capaces de generar una señal claramente perceptible.

Al producirse terremotos de gran magnitud, las ondas superficiales generadas circunvalan el planeta, tardando unas 3.5 horas en cada vuelta. Es relativamente habitual detectar dos o tres de estos pasos en sensores sísmicos situados en zonas con poco ruido ambiente. Sin embargo, la detección sísmica de la deformación del terreno producida por el segundo paso de las ondas acústicas es un hecho excepcional, que pone de manifiesto la gran energía de la explosión.

19 enero, 2022

CSIC