Este artículo fue publicado originalmente en La corriente.
El 15 de enero, el volcán Hunga Tonga-Hunga Ha'apai devastó la nación de Tonga. La erupción desencadenó tsunamis hasta el Caribe y generó ondas atmosféricas que dieron la vuelta al mundo varias veces. Mientras tanto, el penacho del volcán lanzó gas y cenizas a través de la estratosfera hacia la mesosfera inferior.
Apenas dos meses después de la erupción, los geólogos prepararon un relato preliminar de cómo se desarrolló. Melissa Scruggs de UC Santa Barbara y el profesor emérito Frank Spera formaron parte de un equipo internacional de investigadores que publicaron el primer relato holístico del evento en la revista Earthquake Research Advances.
Los autores creen que una erupción el día anterior podría haber preparado al volcán para la violenta explosión al empujar su respiradero principal debajo de la superficie del océano. Esto permitió que la roca fundida vaporizara un gran volumen de agua de mar, intensificando la erupción volcánica al día siguiente.
"Esta es sin duda la erupción más grande desde el Monte Pinatubo en 1991", dijo el autor correspondiente Scruggs, que estudia la mezcla de magma y los mecanismos desencadenantes de las erupciones, y recientemente completó su doctorado en UC Santa Barbara. Comparó el evento de enero con la erupción del Krakatoa de 1883, que se escuchó a 3,000 millas de distancia.
Hunga Tonga-Hunga Ha'apai (HTHH) es un estratovolcán: una gran montaña en forma de cono que está sujeta a erupciones violentas periódicas, pero generalmente experimenta una actividad más suave. Es uno de los muchos a lo largo del Arco Volcánico Tofua, una línea de volcanes alimentados por magma de la Placa del Pacífico que se sumerge debajo de la Placa Indo-Australiana.
El calor y la presión cocinan las rocas de la placa que caen, expulsando el agua y otros volátiles. Esta misma agua reduce la temperatura de fusión de la roca de arriba, lo que lleva a una cadena de volcanes a unos 100 kilómetros del límite de la placa.
Un peligro sumergido
Las islas de Hunga Tonga y Hunga Ha'apai, de ahí el nombre del volcán, son solo los dos puntos más altos a lo largo del borde de la caldera o cráter central. O lo eran, hasta que la erupción destruyó la mayor parte de las islas.
Scruggs escuchó por primera vez sobre la erupción mientras se desplazaba por su cuenta de Twitter mientras se preparaba para ir a la cama. “Vi un GIF del satélite en erupción y mi corazón se detuvo”, dijo, haciendo una pausa para hablar. Inmediatamente supo que el evento causaría una devastación masiva. "Lo más aterrador es que todo el país estaba aislado y no sabíamos qué había pasado".
Ella ya estaba enviando mensajes a otros vulcanólogos a medida que se desarrollaban los eventos, tratando de comprender las imágenes que los satélites habían capturado con tanta claridad. "Realmente tratamos de averiguar qué pasó", dijo Scruggs. "Así que reunimos toda la información que pudimos, todo lo que estaba disponible en las primeras semanas". Los autores recurrieron a todos los recursos que pudieron encontrar para caracterizar rápidamente esta erupción, incluidos datos, videos e incluso tweets disponibles públicamente.
Usando una variedad de conjuntos de datos, el equipo calculó que el evento del 15 de enero comenzó a las 5:02 p. m. hora local (0402 ± 1 UTC). El Servicio Geológico de EE. UU. registró un evento sísmico unos 13 minutos después en la ubicación del respiradero. Las primeras dos horas de la erupción fueron particularmente violentas, y la actividad se desvaneció después de unas 12 horas.
Pero la actividad de la erupción en realidad comenzó el 20 de diciembre de 2021. Y antes de eso, el volcán entró en erupción en 2009 y nuevamente en 2014 y 2015. Scruggs cree que estos episodios anteriores son clave para comprender la violencia detrás de la reciente erupción de HTHH, posiblemente relacionada con cambios en el sistema de plomería del magma profundo o la química del magma a lo largo del tiempo.
Hunga Tonga y Hunga Ha'apai eran islas separadas hasta que las unieron las erupciones de la chimenea principal del volcán, que creó un puente terrestre. “Esta isla acaba de nacer en 2015”, dijo Scruggs. “Y ahora se ha ido. Si no hubiera sido por la era de los satélites, ni siquiera hubiéramos sabido que existía".
El 14 de enero de 2022, una explosión del respiradero principal arrasó esta conexión, conduciendo el respiradero debajo de la superficie del océano. "Si no se hubiera eliminado ese puente terrestre, la erupción del 15 de enero podría haberse comportado como el día anterior porque no habría tenido ese exceso de agua de mar", comentó Scruggs.
Una explosión deslumbrante
Mismo volcán, un día de diferencia: el viernes, el respiradero estaba sobre el agua y el sábado, estaba debajo. "Hizo toda la diferencia en el mundo", dijo Scruggs.
El equipo cree que el agua de mar jugó un papel importante en la violencia y la fuerza detrás de la erupción del 15 de enero. Al igual que un cohete de botella, una erupción de esta magnitud requiere la proporción correcta de agua y gas para proporcionar la fuerza para enviarlo hacia el cielo.
Y despegó como un cohete, también. “Se fue por la mitad del espacio”, exclamó Scruggs. La columna de ceniza se arrojó 58 kilómetros a la atmósfera, más allá de la estratosfera y hacia la mesosfera inferior. Esto es más del doble de la altura alcanzada por el penacho del Monte Saint Helens en 1980. Fue el penacho volcánico más alto registrado.
Una cantidad verdaderamente asombrosa de rayos también acompañó a la erupción. Los autores sospechan que la vaporización del agua de mar hizo que la lava se rompiera en partículas microscópicas de ceniza, a las que se unieron pequeños cristales de hielo una vez que el vapor se congeló en la atmósfera superior. El movimiento, el cambio de temperatura y el tamaño de las partículas generaron cantidades increíbles de separación de carga estática que estalló por encima de la erupción. Durante las primeras dos horas de la erupción, aproximadamente el 80% de todos los rayos en la Tierra partieron el cielo sobre Hunga Tonga-Hunga Ha'apai.
Los autores estiman unos 1,9 km3 de material, con un peso de 2.900 teragramos, brotó de HTHH el 15 de enero. "Ce qui était spécial, c'est la façon dont l'énergie de l'éruption s'est couplée à l'atmosphère et aux océans : une grande partie de l'énergie a été utilisée pour déplacer l'air et l'eau a escala mundial."
La onda de choque que cruzó el océano provocó tsunamis en el Pacífico y más allá. Además, la ola llegó más rápido de lo previsto por los modelos de alerta de tsunami porque los modelos no están calibrados para erupciones volcánicas; se basan en ecuaciones que describen tsunamis generados por terremotos.
Un segundo tsunami siguió a la onda de presión atmosférica. Esta onda expansiva incluso desencadenó un meteo-tsunami en el Caribe, que no tiene conexión directa con el Pacífico Sur. Scruggs lo llamó sin precedentes: "Básicamente, todo el océano se enrolló durante cinco días después de la erupción", agregó.
Mucho trabajo que hacer
Los científicos todavía están reconstruyendo lo que le sucedió al volcán, por lo que aún no han desarrollado una comprensión completa de la ola del tsunami. Sin embargo, es importante actualizar los sistemas de predicción de movimiento de tsunamis para tener en cuenta este tipo de mecanismo. De lo contrario, las advertencias podrían ser incorrectas la próxima vez que entre en erupción un volcán como HTHH, lo que podría costar más vidas.
De hecho, el evento destaca el peligro que representan los volcanes submarinos no monitoreados. A pesar de la devastación, Tonga estaba relativamente bien preparada para la erupción del 15 de enero. El gobierno había emitido advertencias basadas en la actividad del día anterior y la nación tenía planes para erupciones y tsunamis.
HTHH ha experimentado erupciones igualmente violentas en el pasado. Un artículo reciente de investigadores de la Universidad de Otago, Nueva Zelanda, reveló que una gran erupción destruyó la caldera en la cima del volcán submarino hace unos 1000 años. Y volcanes similares pueden entrar en erupción de la misma manera. Considere Kick 'em Jenny, otro volcán submarino cuya chimenea principal se encuentra a solo 150 metros bajo el agua. Se encuentra a solo 8 km al norte de la isla de Granada. “Imagínese si algo como la erupción de Tonga ocurriera en el Caribe”, dijo Scruggs.
Los investigadores trabajaron rápidamente solo con datos disponibles públicamente. Planean revisar todos sus hallazgos a medida que haya más información y muestras disponibles y más investigadores publiquen sus propios hallazgos sobre esta erupción revolucionaria. Su principal objetivo era proporcionar un punto de partida para futuros trabajos sobre el tema.
Scruggs está particularmente interesado en aprender más sobre las cenizas recolectadas durante esta erupción. La roca volcánica proporciona una gran cantidad de información a un geólogo calificado. Examinar el material podría arrojar luz sobre qué tipo de magma hizo erupción, cuánto y posiblemente incluso cuánta agua de mar estuvo involucrada en la erupción.
"Han surgido tantas preguntas", dijo Scruggs. "Cosas que ni siquiera pensábamos que fueran posibles ahora han sido registradas".
Los investigadores de UC Santa Barbara dirigirán una sesión especial de invitados sobre la erupción Hunga Tonga-Hunga Ha'apai en la Reunión Anual 2022 de la Sociedad Geológica de América en Denver en octubre. “Será emocionante ver lo que docenas de otros científicos de la Tierra pueden descubrir sobre este volcán único”, dijo Spera. "Apenas estamos comenzando".
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