El volcán Hunga Tonga-Hunga Haʻapai desató una de las erupciones más poderosas jamás observadas en la historia moderna. El volcán submarino generó una explosión masiva que envió cenizas, gas y vapor de agua a casi 36 millas hacia la atmósfera, alcanzando la mesosfera cerca del borde del espacio.
Los científicos rápidamente se dieron cuenta de que no se trataba de una erupción volcánica típica. El evento desencadenó enormes ondas de choque atmosféricas, produjo rayos sin precedentes y creó efectos climáticos inusuales que los investigadores todavía están estudiando años después.
El descubrimiento más sorprendente tuvo que ver con el enfriamiento estratosférico provocado por la erupción de Tonga. En lugar de calentar la atmósfera superior como lo hacen muchas grandes erupciones, la erupción pareció enfriar partes de la estratosfera debido a la enorme cantidad de vapor de agua inyectada en la atmósfera.
Investigadores de la NASA, agencias de monitoreo atmosférico y varias instituciones de investigación climática continúan rastreando los impactos a largo plazo, ya que la atmósfera no se ha recuperado por completo.
Por qué la erupción de vapor de agua de Hunga Tonga fue diferente
La mayoría de las grandes erupciones volcánicas inyectan dióxido de azufre a la atmósfera. Estas partículas de azufre suelen formar aerosoles de sulfato que reflejan la luz solar, enfriando temporalmente la superficie de la Tierra y calentando la estratosfera.
La erupción de vapor de agua de Hunga Tonga se comportó de manera diferente.
Debido a que el volcán entró en erupción bajo el agua, el agua de mar se mezcló violentamente con el magma durante la explosión. Posteriormente, los científicos estimaron que aproximadamente 146 teragramos de vapor de agua entraron en la estratosfera. Según el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA, esa cantidad representaba alrededor del 10% del contenido normal de agua de la estratosfera.
Varios factores hicieron que la erupción fuera inusual:
La erupción ocurrió debajo de la superficie del océano. La columna volcánica alcanzó una altitud récord. Predominó vapor de agua en lugar de aerosoles de azufre. Las ondas de presión dieron vueltas alrededor del mundo varias veces. La erupción generó el evento de relámpagos volcánicos más intenso jamás registrado.
Investigadores de la revista Science describieron la erupción como un experimento atmosférico poco común porque los científicos nunca habían observado tanto vapor de agua inyectado tan alto en la atmósfera.
El Programa de Vulcanismo Global del Instituto Smithsonian también señaló que la columna de erupción excedió la altura de erupciones importantes anteriores en la era de los satélites.
El enfriamiento de la estratosfera de la erupción de Tonga sorprende a los científicos del clima
Uno de los mayores misterios científicos posteriores a la erupción tuvo que ver con los cambios de temperatura en la estratosfera.
Normalmente, las erupciones volcánicas ricas en dióxido de azufre absorben la radiación solar, calentando la estratosfera. Sin embargo, las observaciones satelitales después de la erupción de Tonga mostraron un enfriamiento mensurable en partes de la atmósfera superior.
Los científicos creen que la razón es la enorme cantidad de vapor de agua.
En lugar de atrapar el calor como lo hacen los aerosoles de sulfato, la humedad parecía irradiar calor hacia el espacio. Los investigadores detectaron descensos de temperatura de entre 0,5 y 1 grado centígrado en zonas de la estratosfera.
Este fenómeno de enfriamiento de la estratosfera por erupción de Tonga desafió los supuestos climáticos existentes.
Muchos modelos atmosféricos se diseñaron en torno a erupciones como la del Monte Pinatubo en 1991, que liberó grandes cantidades de dióxido de azufre. La erupción de Tonga introdujo una respuesta atmosférica muy diferente impulsada en gran medida por el vapor de agua en lugar de los aerosoles de azufre.
Los científicos continúan perfeccionando los modelos climáticos porque el evento de Tonga reveló lagunas en la forma en que los sistemas atmosféricos responden a las erupciones volcánicas ricas en agua.
La atmósfera aún no se ha recuperado del todo
Años después de la erupción, siguen presentes niveles elevados de vapor de agua en la estratosfera.
Los investigadores del clima dicen que la recuperación puede continuar hasta finales de la década de 2020 porque el vapor de agua puede permanecer suspendido en la atmósfera superior durante largos períodos, especialmente cuando se inyecta a altitudes tan altas.
La humedad persistente continúa influyendo en la química y la circulación atmosféricas.
Los científicos están monitoreando varios efectos atmosféricos actuales del volcán Tonga:
Patrones de enfriamiento a largo plazo en la estratosferaCambios en la química del ozonoCambios en la circulación atmosféricaPosibles efectos en los sistemas de lluviaInteracciones entre el vapor de agua y los gases de efecto invernadero
Según estudios publicados en Nature and Geophysical Research Letters, algunas regiones experimentaron cambios temporales en el ozono después de la erupción. Los investigadores todavía están investigando si esos efectos fueron el resultado directo de reacciones químicas o de cambios en la circulación atmosférica.
Los científicos también continúan estudiando cómo la erupción afectó la atmósfera superior del hemisferio sur.
Ondas de choque globales y relámpagos sin precedentes
La erupción de Tonga produjo ondas de choque atmosféricas diferentes a todo lo visto en la historia moderna de la vigilancia.
Los barómetros de todo el mundo registraron rápidos cambios de presión a medida que la onda atmosférica viajaba alrededor del planeta varias veces. En algunos lugares, la onda dio varias vueltas alrededor de la Tierra en cuestión de días.
La erupción también provocó meteotsunamis, cambios en el nivel del mar similares a tsunamis causados por alteraciones de la presión atmosférica en lugar de terremotos.
Estas ondas atmosféricas alcanzaron regiones a miles de kilómetros de distancia del lugar de la erupción.
Otra característica notable fue la de los relámpagos volcánicos.
Los sistemas de satélite detectaron cerca de 200.000 relámpagos durante el período de erupción. Los investigadores lo describieron como el evento de relámpagos volcánicos más intenso jamás documentado.
Los científicos creen que la mezcla de cenizas, vapor de agua y partículas de hielo creó las condiciones ideales para una poderosa actividad eléctrica dentro de la columna de erupción.
Varias agencias de monitoreo compararon la densidad de los rayos con tormentas supercelulares severas, pero concentradas dentro de una nube volcánica.
¿Podría la erupción de Tonga afectar el clima global?
La erupción rápidamente se convirtió en parte de las discusiones sobre las tendencias climáticas porque el propio vapor de agua actúa como gas de efecto invernadero.
Algunos investigadores inicialmente se preguntaron si la erupción contribuyó a temperaturas globales inusualmente cálidas en los últimos años. Sin embargo, la mayoría de los estudios actuales sugieren que la erupción no impulsó significativamente el calentamiento de la superficie global.
En cambio, los efectos más notables parecen concentrados en la atmósfera superior.
Los investigadores todavía están estudiando posibles influencias sobre:
Patrones de corrientes en chorroSistemas de lluvias tropicalesDinámica de la circulación atmosféricaProcesos de recuperación del ozonoComportamiento de la temperatura estratosférica
Debido a que ninguna erupción moderna ha inyectado tanto vapor de agua a tanta altura en la atmósfera, los científicos continúan recopilando datos a largo plazo.
Investigadores de la NASA e instituciones de ciencias atmosféricas dicen que la erupción puede mejorar la comprensión de cómo los eventos volcánicos influyen en los sistemas climáticos más allá del enfriamiento impulsado por el azufre.
Lo que los científicos están aprendiendo de la erupción de Tonga
La erupción de Hunga Tonga cambió la forma en que muchos investigadores piensan sobre los impactos volcánicos en la atmósfera terrestre.
Antes de 2022, la mayoría de las investigaciones sobre el clima volcánico se centraban en gran medida en los aerosoles de azufre. La erupción de Tonga demostró que el vapor de agua también puede cambiar las condiciones atmosféricas a escala global.
Los científicos ahora están utilizando la erupción para mejorar varias áreas de investigación:
Modelos de pronóstico climáticoMonitoreo de erupciones volcánicasAnálisis atmosférico por satéliteEstudios de circulación estratosféricaInvestigación sobre química del ozono
La erupción también puso de relieve cuán interconectada puede estar la atmósfera de la Tierra. Una sola explosión volcánica en el Pacífico creó efectos atmosféricos mensurables en todo el mundo.
Los investigadores continúan analizando datos de globos meteorológicos, satélites y sistemas de monitoreo climático para comprender cuánto pueden durar los impactos.
Por qué los efectos atmosféricos del volcán de Tonga siguen siendo importantes
Los efectos atmosféricos del volcán de Tonga siguen siendo una de las historias científicas más importantes en la investigación atmosférica.
Lo que comenzó como una dramática erupción submarina evolucionó hasta convertirse en una investigación científica sobre el clima y la atmósfera global. El inusual patrón de enfriamiento de la estratosfera de la erupción de Tonga reveló que la atmósfera de la Tierra puede responder de maneras inesperadas cuando enormes cantidades de vapor de agua son empujadas hacia altitudes cercanas al espacio.
Los científicos continúan estudiando la erupción de vapor de agua de Hunga Tonga porque puede cambiar la comprensión futura de los efectos volcánicos en el clima.
A medida que continúa el monitoreo atmosférico, los investigadores esperan que la erupción siga siendo un punto de referencia importante para futuros estudios climáticos y volcánicos durante muchos años.
Preguntas frecuentes
1. ¿Qué causó el enfriamiento de la estratosfera por la erupción de Tonga?
Los científicos creen que el enfriamiento se produjo porque la erupción inyectó cantidades masivas de vapor de agua a la estratosfera. A diferencia de las erupciones ricas en azufre que normalmente calientan la atmósfera superior, la erupción de vapor de agua de Hunga Tonga permitió que el calor irradiara hacia el espacio, creando efectos de enfriamiento mensurables.
2. ¿Por qué la erupción de Hunga Tonga fue diferente de otras erupciones volcánicas?
La erupción se produjo bajo el agua, lo que provocó que el agua de mar se mezclara violentamente con el magma. Esto produjo una inyección inusualmente grande de vapor de agua en lugar de emisiones principalmente de dióxido de azufre. Los investigadores dicen que esto hizo que la erupción fuera diferente a eventos como el del Monte Pinatubo.
3. ¿A qué altura alcanzó la erupción de Tonga?
Las observaciones satelitales mostraron que la columna de erupción alcanzó casi 36 millas sobre la superficie de la Tierra, extendiéndose a través de la estratosfera y hacia la mesosfera cerca del borde del espacio. Se convirtió en la columna volcánica más alta registrada en la era de los satélites.
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