La tormenta más poderosa registrada en la Tierra

La erupción del volcán Tonga (nombre completo Hunga Tonga-Hunga Ha’apai), que provocó la explosión atmosférica más poderosa jamás registrada, también resultó en un número récord de rayos durante una tormenta extremadamente poderosa que duró 11 horas y se extendió por 240 kilómetros

Tonga Casi 200 000 relámpagos (indicados por puntos azules) iluminaron la nube de ceniza volcánica del volcán Tonga durante su erupción en enero de 2022. Credit: AGU/Van Eaton et al (2023)/Geophysical Research Letters
El volcán, ubicado en la parte sur del Océano Pacífico, entró en erupción en diciembre de 2021. Sin embargo, su evento más explosivo ocurrió el 15 de enero de 2022 . A pesar de que la caldera del volcán se encuentra a 150 metros bajo el nivel del mar, la erupción atravesó el agua y propulsó una columna de ceniza a una altura de 58 km a una tasa de erupción de 5 mil millones de kilogramos por segundo, más que la erupción del Monte St. Helens. en mayo de 1980.

Otro récord batido por la erupción fue el número de rayos. El penacho generó el rayo más intenso jamás presenciado por la humanidad: 2600 destellos por minuto en su punto máximo y un total de alrededor de 192 000 destellos durante 11 horas. Además, esta tormenta ocurrió a una altitud sin precedentes de 20 a 30 km, más alta que cualquier actividad de rayos registrada anteriormente. Estas potentes descargas fueron detectadas por una red de antenas de radio diseñadas para rastrear tormentas, así como por dos satélites cercanos a la Tierra: el satélite GOES-17 de la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA) y el satélite Himawari-8 de la Agencia Meteorológica de Japón. .

Erupción del volcán Hunga Tonga-Hunga Ha’apai vista por el satélite GOES-West. Fuente: NOAA.

Las imágenes de satélite muestran que los rayos no se distribuyeron al azar a lo largo de la columna, sino que ocurrieron en varios anillos concéntricos, aparentemente asociados con cada explosión volcánica. A medida que el penacho ascendía, se expandía y formaba una “nube de sombrilla”.

¿Cómo se forman las tormentas a tales altitudes?

Hay dos formas en que los rayos podrían haberse formado dentro de esta onda de gravedad similar a un anillo. Como la erupción de Tonga ocurrió bajo el agua, expulsó una cantidad significativa de agua a la atmósfera terrestre, lo que provocó que los cristales de hielo adquirieran cargas positivas y negativas. Además, la ceniza volcánica, formada a partir de fragmentos de roca y magma expulsado al aire durante la erupción, también se ionizó, dando como resultado un mayor número de regiones con cargas positivas y negativas. Es el gradiente de carga eléctrica el que desencadena chispas de rayos repentinos.

Si bien se han observado anillos de rayos en columnas volcánicas antes, la erupción de Tonga fue la primera vez que se notaron múltiples anillos de rayos: cuatro, correspondientes a las cuatro fases de la erupción del volcán. El relámpago “montó” los anillos pulsantes como un surfista en las olas del océano.

El enigma dentro de la tormenta

Los anillos de rayos también se conocen como “pararrayos” porque normalmente no hay rayos dentro de los anillos. Sin embargo, la erupción de Tonga se diferenció de otras, ya que las aberturas comenzaron a llenarse de rayos minutos después de que la onda de gravedad las atravesara. El mecanismo detrás de este relleno sigue sin estar claro.

Sin embargo, la presencia de relámpagos pone de relieve cómo los destellos eléctricos pueden usarse para la alerta temprana de erupciones volcánicas. Por lo general, los vulcanólogos tienen que esperar unos 10 minutos para que un satélite orbital detecte y fotografíe la columna volcánica antes de alertar a los servicios de emergencia. Sin embargo, dentro de este corto tiempo, los tsunamis resultantes de la erupción pueden inundar las regiones costeras, los vientos huracanados pueden derribar árboles y edificios, los flujos piroclásticos pueden destruir kilómetros cuadrados de tierra y las cenizas volcánicas pueden dañar los motores a reacción. Por el contrario, los rayos se registran a la velocidad de la luz en las frecuencias de radio.

Registros de la actualidad

Además de que la erupción de Tonga está batiendo récords de la actualidad, esta erupción pertenece al tipo de volcanes freatoplinos que se producen cuando una cantidad masiva de roca fundida rompe una gruesa capa de agua. Un volcán submarino explosivo de esta escala se ha encontrado anteriormente solo en registros geológicos.

Además, la erupción puede proporcionar pistas sobre cómo se producen rayos tan poderosos en otros planetas como Venus, Júpiter o Saturno. La evidencia de vulcanismo activo en Venus se descubrió a principios de este año en datos de archivo de la misión Magallanes de la NASA al segundo planeta desde el Sol. Sin embargo, el vulcanismo es común en la luna Io de Júpiter, y se observan formas de criovulcanismo en la luna Encelado de Saturno y posiblemente también en la luna Europa de Júpiter.