L’incredibile eruzione vulcanica di Tonga ha generato onde atmosferiche che si propagano intorno alla Terra

Il satellite GOES-17 ha catturato le immagini di una nuvola a ombrello generata dall’eruzione sottomarina del vulcano Hunga Tonga-Hunga Ha’apai il 15 gennaio 2022. (Credito immagine: immagine NASA Earth Observatory di Joshua Stevens utilizzando immagini GOES per gentile concessione di NOAA e NESDIS)

Un vulcano sottomarino è esploso a gennaio vicino alla nazione del Pacifico di Tonga e ha inviato enormi onde di pressione che attraversavano l’atmosfera terrestre, dove hanno lambito il pianeta più volte. L’ultimo vulcano a generare increspature così grandi nell’atmosfera è stato il Krakatau nel 1883, durante una delle eruzioni vulcaniche più distruttive della storia, secondo un nuovo studio.

“Questo evento di onda atmosferica è stato senza precedenti nella moderna documentazione geofisica”, ha detto il primo autore Robin Matoza, professore associato presso il Dipartimento di Scienze della Terra presso l’Università della California, a Santa Barbara. La ricerca, pubblicata giovedì (12 maggio) sulla rivista Science, ha rivelato che l’impulso di pressione generato dal vulcano Tonga era “paragonabile in ampiezza a quello dell’eruzione del Krakatau del 1883 e di oltre un ordine di grandezza maggiore di quello del Monte St. Helens, ha detto Matoza a WordsSideKick.com in una e-mail. Maggiore è l’ampiezza di un’onda, più potente è.

Un’eruzione estremamente energica

Il vulcano Tonga, chiamato Hunga Tonga-Hunga Ha’apai, o semplicemente Hunga, si trova a circa 40 miglia (65 chilometri) a nord-ovest della capitale tongana Nuku’alofa. È uno dei 12 vulcani sottomarini conosciuti nell’arco vulcanico Tonga-Kermadec, una struttura geologica che corre lungo il bordo occidentale della placca del Pacifico della crosta terrestre, secondo il Global Volcanism Program dello Smithsonian.

Quando Hunga è esplosa a metà gennaio, il pennacchio di gas e particelle risultante ha colpito la mesosfera, il terzo strato dell’atmosfera sopra la superficie terrestre, rendendolo il più grande pennacchio vulcanico nella registrazione satellitare. La quantità di energia rilasciata nell’eruzione era paragonabile a quella che potrebbe essere generata da un’esplosione da 4 a 18 megatoni di TNT o da più di 100 bombe di Hiroshima che esplodono contemporaneamente.

Dopo l’eruzione da record, Matoza e un team di oltre 70 scienziati provenienti da 17 nazioni hanno deciso di documentare quali onde atmosferiche sono state generate dall’esplosione. Per fare ciò, hanno estratto i dati da numerosi sistemi di monitoraggio terrestre e spaziale che avevano registrato l’eruzione mentre si svolgeva.

Il team ha scoperto che, di tutte le onde atmosferiche prodotte dall’esplosione, le cosiddette onde Lamb si sono distinte come le più importanti. Le onde dell’agnello corrono lungo la superficie della Terra e sono simili alle onde sonore in quanto producono vibrazioni nel mezzo attraverso il quale viaggiano. Tuttavia, le onde Lamb si propagano a frequenze estremamente basse, “dove gli effetti della gravità diventano significativi”, ha detto Matoza.

I ricercatori registrano raramente le onde di Lamb, perché derivano solo da enormi esplosioni nell’atmosfera, sulla scala di grandi eruzioni vulcaniche e test nucleari. “Di solito non vengono osservati per eruzioni vulcaniche più piccole”, ha detto Matoza a WordsSideKick.com.

Al loro livello più alto, le onde Lamb generate dall’eruzione di Hunga avevano un’ampiezza di 450 km, il che significa che hanno colpito la ionosfera, uno strato denso di particelle caricate elettricamente che si trova da 60 a 1.000 km (da 35 a 620 miglia) sopra la superficie del pianeta. Nel corso di sei giorni, queste onde si sono irradiate verso l’esterno dal sito del vulcano, girando intorno alla Terra quattro volte in una direzione e tre volte nell’altra. Sulla base di dati storici, l’eruzione del Krakatau del 1883 ha generato onde di agnello che hanno fatto il giro della Terra lo stesso numero di volte, hanno riferito i ricercatori.

Le osservazioni dell’onda Lamb del team sono in linea con i modelli precedenti dell’evento eruttivo Hunga prodotti da Nedjeljka Žagar, professoressa di meteorologia teorica all’Università di Amburgo, e dai suoi colleghi. “Siamo stati in grado di simulare l’onda Hunga Tonga Lamb solo due giorni dopo l’evento”, e ora, il nuovo studio di Science ha fornito maggiori dettagli su come queste onde si sono propagate, utilizzando varie misurazioni geofisiche, ha detto Žagar a WordsSideKick.com in un’e-mail.

Nel loro studio scientifico, Kubota e i suoi colleghi hanno collegato i punti tra queste onde di Lamb e gli tsunami più veloci osservati dopo l’eruzione. I tempi delle onde dell’Agnello e degli tsunami “precursori” sembravano coincidere, hanno scoperto. Ciò che colpisce è che queste onde precursori sono atterrate a terra più di due ore prima di quanto ci si aspetterebbe per gli tsunami convenzionali, che sono in gran parte causati da improvvise deformazioni del fondale marino.

Oltre alle enormi onde di Lamb e agli tsunami in rapido movimento, l’eruzione di Hunga ha anche prodotto onde sonore e infrasuoni a lungo raggio, il che significa che onde acustiche di frequenza troppo bassa per essere ascoltate dagli esseri umani, hanno riferito Matoza e i suoi colleghi. Le onde prominenti dell’agnello guidavano il branco, seguite dalle onde infrasuoni e poi dalle onde sonore udibili. Sorprendentemente, suoni udibili, costituiti da “boom” brevi e ripetuti, sono stati segnalati in tutta l’Alaska, a più di 6.200 miglia (10.000 km) dall’eruzione di Hunga.