El enorme volcán submarino que hizo erupción en Tonga el año pasado batió récords en muchos aspectos. Generó la columna volcánica más alta jamás registrada, provocó un estampido sónico que dio la vuelta al mundo dos veces y fue la explosión natural más poderosa en más de un siglo.

Ahora, los científicos que estudian la erupción dicen que la columna volcánica creó cantidades récord de rayos volcánicos, las tasas de rayos más intensas jamás documentadas en la atmósfera de la Tierra. Mientras que la ceniza oscurecía la vista, los satélites y las antenas de radio terrestres con instrumentos especializados podían mirar a través de la ceniza y ver cada etapa de la erupción en desarrollo. Se detectaron más de 200.000 relámpagos en la columna volcánica, más de 2.600 relámpagos por minuto.

Los investigadores utilizaron datos de rayos de alta resolución de cinco fuentes, nunca antes utilizados en conjunto, lo que les permitió obtener información sobre el clima intenso que creó.

«Esta erupción desencadenó una tormenta eléctrica sobrealimentada, como nunca antes habíamos visto», dijo Alexa Van Eaton, vulcanóloga del Servicio Geológico de los Estados Unidos y autora principal de un nuevo estudio publicado en Geophysical Research Letters .

Cuando el volcán Hunga Tonga-Hunga Ha’apai entró en erupción el 15 de enero de 2022, lanzó una columna volcánica gigantesca que se elevó en la mesosfera, alcanzando una altura de 57 kilómetros (35 millas). Desencadenó tsunamis de hasta 90 metros (300 pies) y ondas atmosféricas que dieron la vuelta a todo el planeta dos veces.

La erupción de Tonga en 2022 envió toneladas de ceniza y agua al aire y envió una onda de presión atmosférica que ayudó a crear una burbuja de plasma ecuatorial que interrumpió las comunicaciones por satélite que dependen de la ionosfera. Cortesía del satélite Himawari-8.
La erupción de Tonga en 2022 envió cenizas y agua al aire y creó una onda de presión atmosférica que ayudó a crear una burbuja de plasma ecuatorial que interrumpió las comunicaciones por satélite que dependen de la ionosfera. Cortesía del satélite Himawari-8.

Pero la erupción también formó su propio sistema meteorológico que creó más rayos que cualquier tormenta documentada hasta ahora en la Tierra, incluidas supercélulas y ciclones tropicales.

“Con esta erupción, descubrimos que las columnas volcánicas pueden crear las condiciones para los rayos mucho más allá del ámbito de las tormentas meteorológicas que hemos observado anteriormente”, dijo Van Eaton en un comunicado de prensa de AGU. “Resulta que las erupciones volcánicas pueden crear rayos más extremos que cualquier otro tipo de tormenta en la Tierra”.

Los investigadores utilizaron observaciones visibles e infrarrojas de dos satélites geoestacionarios: GOES-17 y Himawari-8 de Japón. GOES-17 también tiene un mapeador de rayos geoestacionario (GLM) que utiliza el mapeo de píxeles para obtener el momento, la ubicación, el área de destello y el brillo óptico de los rayos. También utilizaron un conjunto de datos combinados de tres redes terrestres de antenas de radio: el conjunto Global Lightning Data de Vaisala, una empresa finlandesa que realiza mediciones climáticas, ambientales e industriales, y Earth Networks Total Lightning Network (ENTLN), que incorpora datos de la World Wide Lightning Location Network (WWLLN).

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Cronología satelital y de relámpagos volcánicos de la erupción del volcán Hunga en Tonga el 15 de enero de 2022. Se pueden distinguir cuatro fases de actividad eruptiva utilizando el crecimiento de la nube paraguas, las alturas máximas de la pluma y las tasas de rayos. Crédito: Van Eaton, et al, Cartas de investigación geofísica.

La potencia combinada de los satélites y las antenas de radio detectó rayos ópticamente brillantes a altitudes inusualmente altas, en regiones de la nube volcánica de 20 a 30 km sobre el nivel del mar. Esta es una actividad a una altura nunca antes observada. También observaron actividad eléctrica continua y sostenida a tasas no medidas previamente.

“La erupción duró mucho más que la hora o dos observadas inicialmente”, dijo Van Eaton. “La actividad del 15 de enero creó penachos volcánicos durante al menos 11 horas. En realidad, solo al observar los datos de los rayos pudimos sacar eso”.

El rayo proporcionó información no solo sobre la duración de la erupción, sino también sobre su comportamiento a lo largo del tiempo. Los investigadores observaron cuatro fases distintas de actividad eruptiva, definidas por las alturas de las plumas y las velocidades de los rayos a medida que aumentaban y disminuían.

También había anillos concéntricos de rayos, que se expandían y contraían con el tiempo.

“La escala de estos anillos de rayos nos dejó boquiabiertos”, dijo Van Eaton. “Nunca antes habíamos visto algo así, no hay nada comparable en las tormentas meteorológicas. Se han observado anillos de rayos únicos, pero no múltiples, y son diminutos en comparación”.

En general, los investigadores dijeron que la detección remota de rayos contribuyó a una línea de tiempo detallada de esta erupción histórica y, en términos más generales, ahora proporciona una herramienta valiosa para monitorear y «pronosticar ahora» los peligros del vulcanismo explosivo en todo el mundo.

“Estos hallazgos demuestran una nueva herramienta que tenemos para monitorear los volcanes a la velocidad de la luz y ayudan al papel del USGS para informar los avisos de peligro de cenizas para los aviones”, dijo Van Eaton.