Ondas atmosféricas hicieron audible en Alaska la erupción de Tonga
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.
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".
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 10 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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