Erupción volcánica masiva de Tonga proporciona una ráfaga de datos de ondas atmosféricas

Ciencia (2022). DOI: 10.1126/ciencia.abo7063. https://www.science.org/doi/10.1126/science.abo7063″ width=”800″ height=”530″/>

Distribución mundial de los sensores geofísicos registradores utilizados en este estudio y cronología de las erupciones observadas remotamente. (A) Mapa de sensores. La imagen de fondo es la diferencia de temperatura de brillo (Himawari-8) a las 07:10 UTC del 15 de enero de 2022. Las formas de onda de presión de cuatro horas seleccionadas se filtran de 10 000 a 100 s. GNSS, Sistema Global de Navegación por Satélite; RO, ocultación de radio; DART, evaluación de aguas profundas y notificación de tsunamis. El recuadro superior derecho muestra las trayectorias de las ondas Hunga alrededor de la Tierra. (B) Actividad de Hunga, de diciembre de 2021 a enero de 2022, observada en estaciones de hidrófonos, sísmicas e infrasonidos del IMS (REB, Boletín de eventos revisados); Detecciones de Hunga de la red de infrasonidos IMS IS22 más cercana (1848 km). Crédito: Ciencia (2022). DOI: 10.1126/ciencia.abo7063. https://www.science.org/doi/10.1126/science.abo7063

El volcán Hunga marcó el comienzo de 2022 con una explosión, devastando la nación insular de Tonga y enviando a las agencias de ayuda y a los científicos de la Tierra a una oleada de actividad. Habían pasado casi 140 años desde que una erupción de esta magnitud sacudiera la Tierra.

Robin Matoza de UC Santa Barbara dirigió un equipo de 76 científicos, de 17 países, para caracterizar las ondas atmosféricas de la erupción, la más fuerte registrada en un volcán desde la erupción de Krakatau en 1883. El trabajo de la erupción que el equipo, compilado en un período de tiempo inusualmente corto, detalla el tamaño de las olas de la erupción, que los autores dicen que fueron comparables a las de Krakatau. 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 Cienciaes el primer relato 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 generó una variedad de diferentes ondas atmosféricas, incluyendo explosiones que se escucharon a 6,200 millas de distancia en Alaska. También creó un pulso que provocó la ocurrencia inusual de una perturbación similar a un tsunami una hora antes de que comenzara el tsunami real provocado por el terremoto.

“Este evento de onda atmosférica no tiene precedentes en los registros geofísicos modernos”, dijo el autor principal Matoza, profesor asociado en el Departamento de Ciencias de la Tierra en UC Santa Barbara.

La erupción volcánica de Hunga proporcionó información sin precedentes sobre el comportamiento de una variedad de tipos de ondas atmosféricas. “Las ondas atmosféricas se han registrado a nivel mundial en una amplia banda de frecuencias”, dijo 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 esa erupción”.

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. Son ondas de presión longitudinales, muy parecidas a las ondas de sonido, pero de frecuencia particularmente baja. Una frecuencia tan baja, de hecho, que hay que tener en cuenta los efectos de la gravedad. Las ondas Lamb están asociadas con las explosiones atmosféricas más grandes, como grandes bengalas y detonaciones nucleares, aunque las características de las ondas difieren entre estas dos fuentes. Pueden durar desde unos pocos minutos hasta varias horas.

Después de la erupción, las ondas viajaron por la superficie de la Tierra y dieron cuatro vueltas al planeta en una dirección y tres veces en la dirección opuesta, informaron los autores. Fue lo mismo que observaron los científicos cuando el Krakatoa hizo erupción en 1883. La ola Lamb también alcanzó la ionosfera de la Tierra, elevándose a 700 mph a una altitud de aproximadamente 280 millas.

“Las olas de corderos son raras. Tenemos muy pocos avistamientos de alta calidad”, dijo Fee. “Al comprender la onda Lamb, podemos comprender mejor la fuente y la erupción. Está relacionada con la generación del tsunami y la columna volcánica y probablemente también esté relacionada con el infrasonido de alta frecuencia y las ondas acústicas de la erupción”.

La ola Lamb consistió en al menos dos pulsos cerca del volcán. El primero tuvo un aumento de presión de 7 a 10 minutos seguido de un segundo apretón más grande y una larga caída de presión posterior.

Una diferencia importante entre los relatos de las oleadas de corderos de Hunga y las de Krakatau 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 general de sensores”, dijo Matoza. “Por lo tanto, 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 unas 6200 millas del volcán, donde se escucharon en todo el estado como estruendos repetidos. “Escuché los sonidos”, recuerda Fee, “pero en ese momento ciertamente no pensé que fuera de una erupción volcánica en el Pacífico Sur”.

Los científicos creen que los sonidos que se escuchan en Alaska no pueden provenir de Hungría. Aunque todavía queda mucho por aprender, está claro que los modelos de sonido estándar no pueden explicar cómo viajan 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 analizan con más detalle los diferentes aspectos de estas señales”, dijo. “Como comunidad, continuaremos trabajando en este evento en los años venideros”.


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Más información:
Robin S. Matoza, Ondas atmosféricas y observaciones sismoacústicas globales de la erupción Hunga de enero de 2022, Tonga, Ciencia (2022). DOI: 10.1126/ciencia.abo7063. www.science.org/doi/10.1126/science.abo7063

Proporcionado por la Universidad de California – Santa Bárbara

Cita: La erupción masiva del volcán tongano proporciona una explosión de datos de ondas atmosféricas (12 de mayo de 2022) Obtenido el 12 de mayo de 2022 de https://phys.org/news/2022-05-massive-eruption-tongan-volcano- explosion.html

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