La feroz explosión de 2021 hizo estallar 10 kilómetros cúbicos de roca
Tonos carmesí surcaron los cielos matutinos sobre el Reino de Tonga cuando Grace Frontin-Rollet vio un par de pequeñas islas rocosas desde la proa del RV Tangaroa. Aunque la escena era pintoresca, un tinte de azufre en el aire le recordó a la geóloga marina lo que ella y un equipo de científicos habían viajado durante seis días sobre aguas turbulentas para verlo.
En la brecha expansiva entre los dos pedazos de tierra, oculto en el fondo del océano, yacía el cráter de un enorme volcán que entró en erupción solo unos meses antes en una de las explosiones más grandes y extrañas jamás vistas [PDF].
"No creo que la escala de lo que sucedió nos impactase hasta que no llegamos al sitio", dice Frontin-Rollet, del Instituto Nacional para la Investigación del Agua y la Atmósfera de Nueva Zelanda (NIWA).
En diciembre de 2021, el volcán, llamado Hunga Tonga-Hunga Ha'apai por las dos islas que se asientan en su borde, se despertó en una serie de rabietas que se convirtieron en una completa agitación el 15 de enero de 2022. El pico desató una explosión tan fuerte que se escuchó en Alaska, a unas 9.600 km de distancia. Pero gran parte de lo que sucedió ese día ha permanecido como un misterio, hasta ahora.
Los científicos, incluido el equipo a bordo del RV Tangaroa, finalmente están juntando las piezas, y la imagen que ha surgido es alucinante.
Como anunció hoy el equipo, estudios recientes del lecho marino sugieren que la explosión excavó alrededor de 10 kilómetros cúbicos de roca. De confirmarse, la erupción sería la más grande registrada en el último siglo, superando la explosión de 1991 en el Monte Pinatubo.
Otros análisis recientes revelan medidas aún más récord. La explosión arrojó al cielo una columna de gas abrasador y cenizas hasta 57 kilómetros, más alta que nunca antes. Inyectó a la atmósfera una cantidad sin precedentes de 146 teragramos de agua vaporizada, lo que algunos especulan podría resultar en un leve calentamiento temporal del clima. Y provocó un tsunami que sorprendió a los científicos cuando dio la vuelta al mundo.
"Es simplemente un evento masivo", dice Kevin MacKay, un geólogo marino del NIWA que también estaba en el RV Tangaroa. "Cuanto más lo estudiamos, más grande se vuelve el evento".
Comprender los muchos efectos del evento explosivo está lejos de ser solo curiosidad científica. Muchos volcanes submarinos similares acechan en las costas de todo el mundo. La mayoría de los que han sido identificados no están monitoreados, y aún quedan más por descubrir.
"Nosotros, junto con otras naciones del Cinturón de Fuego del Pacífico, sabemos muy bien cuán a merced estamos de la naturaleza", dijo Taaniela Kula, subsecretaria de Recursos Naturales de Tonga, en una conferencia de prensa en mayo. La erupción, dice, "es un recordatorio de que siempre hay más que aprender sobre los gigantes de nuestro planeta Tierra".
Imagen: Gráfico sobre el índice de explosividad volcánica, una escala numérica que mide la explosividad relativa de erupciones históricas.
Ventana a las profundidades
Una antigua batalla tectónica entre las placas del Pacífico e Indo-Australiana dio a luz una línea de volcanes en el Océano Pacífico Sur, incluido el poderoso Hunga Tonga-Hunga Ha'apai. Hoy, las únicas partes del volcán que sobresalen del mar son las dos pequeñas islas que le indicaron a Fontin-Rollet que el equipo había llegado. Ella describe la aleccionadora constatación de que su barco de casi 230 pies era pequeño en comparación con la bestia geológica que yacía escondida ante ellos bajo el agua.
Este manto de agua ha dificultado que los científicos aprendan qué sucedió durante la tumultuosa erupción del pasado enero. Cada vez que se mezclan el magma y el agua, se forman ondas de vapor y, por lo tanto, se producen grandes erupciones. Pero, ¿Qué provocó la sorprendente cascada de eventos en Hunga Tonga-Hunga Ha'apai? Para encontrar respuestas, los científicos tuvieron que mirar más de cerca.
En abril, el RV Tangaroa llegó al sitio en la primera etapa de una encuesta de dos partes realizada como una colaboración entre NIWA y la Fundación Nippon llamada Tonga Eruption Seabed Mapping Project (TESMaP). La expedición fue seguida en agosto por el buque sin tripulación Maxlimer de SEA-KIT International, que fue operado de forma remota por un equipo en el Reino Unido. Los trabajos de investigación examinaron la región, cartografiaron el lecho marino, tomaron fotografías y grabaron vídeos, analizaron la columna de agua y recolectaron muestras de roca volcánica y cenizas.
En total, el equipo cartografió casi 8.500 millas cuadradas alrededor del volcán, descubriendo gran parte del área desprovista de vida, cubierta por una fantasmal capa blanca de finos sedimentos. Los núcleos rocosos recolectados en estas zonas revelan la fuente de la devastación: una avalancha mortal de ceniza caliente y escombros volcánicos que se mueve rápidamente y se llama flujo piroclástico que se forma a partir del colapso de la columna ascendente de ceniza y gas.
Los científicos solo pueden especular sobre la dinámica de los flujos piroclásticos bajo el agua, advierte MacKay, porque ninguno ha sido presenciado en persona. Se teoriza que a medida que los escombros se sumergen en el mar, la ceniza caliente puede vaporizar el agua para formar una capa de gas que ayuda a impulsar la lengua de material a través del fondo del océano como un tobogán.
Evidencia de múltiples pulsos de flujos piroclásticos radiados alrededor del borde de la caldera. Las avalanchas volcánicas viajaron sobre elevaciones y valles, extendiéndose hasta el borde del área de estudio del equipo a unas 80 km de distancia, lo que sugiere que los escombros quizás viajaron aún más lejos.
Es probable que los flujos piroclásticos también estuvieran detrás de la interrupción de las líneas de comunicación nacionales e internacionales de Tonga, lo que obstaculizó los esfuerzos iniciales de recuperación. El modelado realizado por Emily Lane del NIWA sugiere que el material volcánico se derramó en un valle que albergaba uno de los cables, rebotando en las paredes de la depresión. Tal comportamiento podría ayudar a explicar cómo un fragmento roto del cable fue arrastrado hacia el norte de regreso a la cima.
La última investigación también documentó que la explosión del volcán excavó 700 metros de roca en el cráter central. Eso confirma los resultados de una encuesta anterior realizada en mayo por el vulcanólogo Shane Cronin de la Universidad de Auckland en Nueva Zelanda y un equipo de los Servicios Geológicos de Tonga. "Hay un gran agujero en el suelo donde no lo había antes", dice Richard Wysoczanski, geólogo marino de NIWA. "Es bastante espectacular".
Las tres cuartas partes de la roca excavada y erupcionada parecen haber aterrizado dentro de los 20 km del volcán. Gran parte del material restante probablemente circuló durante meses en la atmósfera como polvo, intensificando los colores de los amaneceres y atardeceres, dice MacKay. El mismo fenómeno ocurrió después de la erupción del Krakatoa en 1883, y probablemente inspiró los cielos rojos en la pintura de Edvard Munch "El grito".
Imagen: El material volcánico permaneció en la atmósfera durante meses, lo que provocó las impresionantes puestas de sol que se ven en la región del Pacífico.
Si bien la erupción se ha calmado, el volcán no ha vuelto completamente a su letargo: ahora está expulsando agua caliente mezclada con fragmentos de vidrio volcánico. "No está completamente muerto", dice Wysoczanski, pero agrega que es poco probable que ocurra otra gran erupción en el futuro cercano.
Vista desde el cielo
Los científicos se sorprendieron al descubrir que la explosión dejó intactas las laderas volcánicas. Toda la energía eruptiva parece haber sido dirigida directamente hacia el cielo, dice MacKay. Esta rareza puede ayudar a explicar otra característica notable de la erupción: la altura del penacho.
Cuando el volcán se desató, el gas y las cenizas se elevaron hacia el cielo, capturados por los satélites en órbita terrestre. ¿Qué tan alto viajó la pluma? Cuando Simon Proud, un experto en teledetección satelital del Centro Nacional para la Observación de la Tierra del Reino Unido, trabajó en los cálculos, inicialmente se quedó mirando los números con incredulidad. Una doble verificación de su trabajo confirmó la cifra improbable: la columna se disparó a 57 kilómetros de altura en una capa de la atmósfera llamada mesosfera, una zona donde la mayoría de los aviones no pueden volar y las estrellas fugaces iluminan los cielos nocturnos.
"Nunca antes habíamos visto nada que se elevara cerca de esta altura", dice Proud, autor principal del artículo sobre la altura de la pluma. "Realmente fue bastante impresionante".
A medida que el aterrador penacho se extendía por la isla, las olas del tsunami comenzaron a estrellarse en las costas cercanas; según algunas estimaciones, las marejadas tenían más de 15 metros de altura. Para sorpresa de los científicos, la perturbación se extendió a los océanos de todo el mundo, provocando que los niveles del mar subieran 30 cm en el Mar Mediterráneo en el lado opuesto del mundo.
Una multitud de eventos conspiraron para producir un tsunami tan inusual. Cerca del volcán, factores como el colapso del suelo de la caldera y los flujos piroclásticos agitaron el chapoteo turbulento del mar. La explosión también provocó fuertes caídas en la presión del aire, "bombeando energía al tsunami", dice Lane de NIWA, que es un experto en los fenómenos violentos.
Lejos del volcán, se estaba produciendo un proceso ligeramente diferente. La enorme columna volcánica que estalló en el cielo apartó la atmósfera y envió ondas que dieron la vuelta al mundo cuatro veces durante seis días. "La explosión fue tan grande que comenzó a hacer oscilar la atmósfera", dice Quentin Brissaud, geofísico de Norwegian Seismic Array y autor de un artículo que describe los efectos atmosféricos de la erupción.
Mientras recorrían el globo, estas ondas perturbaron la superficie del océano en lo que se conoce como un meteo-tsunami. La única otra vez que se registró esto fue durante la explosión de Krakatau en 1883, una de las erupciones volcánicas más poderosas y mortales en la historia registrada.
Aún así, quedan muchas preguntas sin respuesta sobre Hunga Tonga-Hunga Ha'apai, incluido exactamente qué desencadenó el feroz bramido del volcán.
Como dice Wysoczanski, "La ciencia recién comienza".
