(CNN) – Cuando el volcán Hunga Tonga-Hunga Ha’apai entró en erupción bajo el agua en enero, creó una columna de ceniza y agua que atravesó la tercera capa de la atmósfera terrestre.
Fue la pluma volcánica más alta registrada y llegó a la mesosfera, donde los meteoros y meteoritos suelen romperse y quemarse en nuestra atmósfera.
La mesosfera, aproximadamente de 50 a 80 kilómetros sobre la superficie de la Tierra, está por encima de la troposfera y la estratosfera y debajo de otras dos capas. (La estratosfera y la mesosfera son capas atmosféricas secas).
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La columna volcánica alcanzó una altitud de 57 kilómetros en su punto más alto. Superó a los poseedores de récords anteriores, como la erupción del Monte Pinatubo de 1991 en Filipinas a 40 kilómetros y la erupción de El Chichón de 1982 en México, que alcanzó 31 kilómetros.
Los investigadores utilizaron imágenes capturadas por satélites que pasaban sobre el lugar de la erupción para confirmar la altura de la columna. La erupción ocurrió el 15 de enero en el sur del Océano Pacífico frente al archipiélago de Tonga, un área cubierta por tres satélites meteorológicos geoestacionarios.
Un estudio que detalla los hallazgos publicado el jueves en la revista Science.
El imponente penacho enviado a las capas superiores de la atmósfera contenía suficiente agua para llenar 58.000 piscinas olímpicas, según detecciones previas de un satélite de la NASA.
Comprender la altura de la columna puede ayudar a los investigadores a estudiar el impacto que podría tener la erupción en el clima global.
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El satélite Himawari-8 de Japón capturó esta imagen unos 50 minutos después de la erupción. Crédito: Simon Proud/STFC Espacio RAL/NCEO/JMA
Determinar la altura de la pluma planteó un desafío para los investigadores. Por lo general, los científicos pueden medir la altitud de una columna estudiando su temperatura: cuanto más fría es una columna, más alta es, dijo el coautor principal del estudio, el Dr. Simon Proud de RAL Space e investigador del Centro Nacional para la Observación de la Tierra y la Universidad de Oxford.
Pero este método no se pudo aplicar al evento de Tonga debido a la naturaleza violenta de su erupción.
“La erupción atravesó la capa de la atmósfera en la que vivimos, la troposfera, hacia las capas superiores donde la atmósfera se vuelve a calentar a medida que se asciende”, dijo Proud por correo electrónico.
“Tuvimos que idear otro enfoque, utilizando las diferentes vistas proporcionadas por los satélites meteorológicos ubicados en lados opuestos del Pacífico y algunas técnicas de coincidencia de patrones para calcular la altitud. Esto solo ha sido posible en los últimos años, ya que incluso hace diez años no teníamos la tecnología satelital en el espacio para hacer esto”.
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Esta vista satelital muestra cómo se veía la columna 100 minutos después de que comenzara la erupción. Crédito: Simon Proud/Uni Oxford, RALSpace NCEO/Agencia Meteorológica de Japón
El equipo de investigación se basó en “el efecto de paralaje” para determinar la altura de la columna, comparando la diferencia en la apariencia de la columna desde múltiples ángulos según lo capturado por los satélites meteorológicos. Los satélites tomaron imágenes cada 10 minutos, documentando los cambios dramáticos en la columna a medida que salía del océano. Las imágenes reflejaron diferencias en la posición de la pluma desde diferentes líneas de visión.
La erupción “pasó de la nada a una torre de cenizas y nubes de 57 kilómetros de altura en 30 minutos”, dijo Proud. Los miembros del equipo también notaron cambios rápidos en la parte superior de la columna eruptiva que los sorprendió.
“Después del gran estallido inicial a 57 kilómetros, la cúpula central de la columna colapsó hacia adentro, antes de que apareciera otra columna poco después”, dijo Proud. “No esperaba que ocurriera algo así”.
Se espera que la cantidad de agua que el volcán liberó a la atmósfera caliente el planeta temporalmente.
“Esta técnica no solo nos permite determinar la altura máxima de la pluma, sino también los diversos niveles en la atmósfera donde se liberó material volcánico”, dijo el coautor del estudio, el Dr. Andrew Prata, asistente de investigación postdoctoral en el subdepartamento de Laboratorio Clarendon. física atmosférica, oceánica y planetaria en la Universidad de Oxford, por correo electrónico.
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Conocer la composición y la altura de la columna puede revelar cuánto hielo se envió a la estratosfera y dónde se liberaron las partículas de ceniza.
La altura también es crítica para la seguridad de la aviación porque las cenizas volcánicas pueden causar fallas en los motores a reacción, por lo que es clave evitar las columnas de cenizas.
La altura de la pluma es otro detalle emergente de lo que se conoce como una de las erupciones volcánicas más poderosas registradas. Cuando el volcán submarino entró en erupción a 65 kilómetros al norte de la capital de Tonga, provocó un tsunami y ondas de choque que se extendieron por todo el mundo.
Se están realizando investigaciones para descubrir por qué la erupción fue tan poderosa, pero podría deberse a que ocurrió bajo el agua.
El calor de la erupción vaporizó el agua y “creó una explosión de vapor mucho más poderosa de lo que normalmente sería una erupción volcánica”, dijo Proud.
Una imagen completa de la Tierra tomada por el satélite Himawari-8 de Japón muestra la erupción en la parte inferior derecha del globo. Crédito: Simon Proud/STFC Espacio RAL/NCEO/JMA
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“Ejemplos como la erupción Hunga Tonga-Hunga Ha’apai demuestran que las interacciones entre el magma y el agua de mar juegan un papel importante en la producción de erupciones altamente explosivas que pueden inyectar material volcánico a altitudes extremas”, agregó Prata.
A continuación, los investigadores quieren comprender por qué la columna era tan alta, así como su composición y su impacto continuo en el clima global.
“A menudo, cuando la gente piensa en columnas volcánicas, piensa en cenizas volcánicas”, dijo Prata. “Sin embargo, el trabajo preliminar en este caso revela que había una proporción significativa de hielo en la columna. También sabemos que se formó rápidamente una cantidad bastante modesta de dióxido de azufre y aerosoles de sulfato después de que tuvo lugar la erupción”.
Proud quiere utilizar la técnica de altitud multisatélite en este estudio para crear alertas automáticas de tormentas severas y erupciones volcánicas.
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