200.000 fulmini – L’eruzione Hongga a Tonga produce il fulmine più potente mai registrato

L’eruzione ha prodotto 2.600 lampi al minuto alla massima intensità. Gli scienziati hanno utilizzato i fulmini per esaminare la nube di cenere e hanno estratto nuovi dettagli per la sequenza temporale dell’eruzione.

• L’eruzione del 15 gennaio è durata almeno 11 ore, diverse ore in più rispetto a quanto precedentemente noto
• Il pennacchio di fulmini ha prodotto i lampi di altitudine più alti mai misurati, da 20 a 30 chilometri (da 12 a 19 miglia) sopra il livello del mare.
• Gigantesche “onde” di fulmini si incresparono su un pennacchio vulcanico
• I dati sui fulmini rivelano fasi precedentemente sconosciute di un’eruzione e informano il futuro monitoraggio del rischio vulcanico

L’eruzione del vulcano Hongga a Tonga il 15 gennaio 2022 continua a battere i record. Secondo un nuovo studio, l’eruzione vulcanica ha creato un temporale “sovraccarico” che ha prodotto il fulmine più potente mai registrato. I ricercatori hanno scoperto che c’erano circa 200.000 lampi nel pennacchio durante l’eruzione, con un picco di oltre 2.600 lampi al minuto.

Quando il vulcano sottomarino è esploso nell’Oceano Pacifico meridionale, ha generato una colonna di cenere, acqua e gas vulcanici alta almeno 58 chilometri (36 miglia). Il pennacchio torreggiante ha fornito agli scienziati informazioni utili sulla dimensione dell’eruzione, ma ha anche oscurato lo sfiato dalla vista satellitare, rendendo difficile tenere traccia dei cambiamenti nell’eruzione mentre progrediva.

Mappe dello sviluppo di fulmini e pennacchi vulcanici il 15 gennaio 2022, con orari visualizzati in UTC. La scala di grigi fornisce altezze delle nuvole stereoscopiche, i punti blu mostrano i lampi rilevati dalle griglie di radiofrequenza terrestre nel minuto successivo e la scala giallo-viola mostra i fulmini rilevati otticamente dal sensore GLM.

Si riferisce a fotogrammi con fulmini rilevati otticamente. Almeno quattro distinti episodi di fulmini si verificano dalle 04:16 alle 05:51, seguiti da un episodio finale dalle 8:38 alle 48:48. L’ansa iniziale e più prominente (visibile nei primi quattro fotogrammi) è centrata sul bordo anteriore dell’onda gravitazionale all’interno della nube superiore del baldacchino. I cerchi rosa delineano l’anello del fulmine in due fotogrammi e mostrano un tasso di espansione (medio) superiore a 60 ms -1. Lo spostamento verso ovest della calotta superiore inizia rivelando una nuvola di basso livello entro le 05:37. I poligoni tratteggiati bianchi segnano le posizioni dei fulmini, mostrando il loro movimento verso ovest con la nuvola stratosferica. Le isole locali sono delineate in nero. Credito: Van Eaton et al. (2023), Geophysical Research Letters, doi: 10.1029/2022GL102341

I dati sui fulmini ad alta risoluzione provenienti da quattro fonti separate, mai usati insieme prima, hanno ora permesso agli scienziati di scrutare questo pennacchio, svelando nuove fasi del ciclo di vita dell’eruzione e ottenendo informazioni sullo strano clima che ha generato.

“Questa eruzione vulcanica ha creato un temporale sovralimentato come non avevamo mai visto prima”, ha detto Alexa Van Eaton, vulcanologa dell’USGS che ha guidato lo studio. “Questi risultati dimostrano un nuovo strumento che abbiamo per monitorare i vulcani alla velocità della luce e assistere il ruolo dell’USGS nel comunicare gli avvisi di pericolo di cenere agli aerei”. Lo studio è stato pubblicato inLettere di ricerca geofisica

che pubblica brevi rapporti di grande impatto con implicazioni immediate in tutte le scienze della Terra e dello spazio.

Van Eaton ha detto che la tempesta si è sviluppata perché si è verificata un'espulsione molto attiva di magma nell'oceano poco profondo. La roccia fusa ha vaporizzato l'acqua di mare, che è salita alla spina dorsale e alla fine ha formato collisioni elettriche tra cenere vulcanica, acqua super raffreddata e chicchi di grandine. La perfetta tempesta di fulmini.
https://www.youtube.com/watch?v=G1buT1qWLNk

Più di 200.000 lampi, mostrati come punti blu, si sono verificati nel corso dell’eruzione del vulcano Hongga a Tonga il 15 gennaio 2022. Nuove analisi dell’intensità del fulmine dell’eruzione hanno rivelato che la tempesta vulcanica è stata la più intensa mai registrata e ha fornito nuove approfondimenti sull’evoluzione dell’eruzione. Credito: Van Eaton et al. (2023), Geophysical Research Letters, doi: 10.1029/2022GL102341

Incorporando i dati dei sensori che misurano la luce e le onde radio, gli scienziati hanno monitorato i lampi e stimato la loro altezza. L’eruzione ha prodotto poco più di 192.000 lampi (costituiti da circa 500.000 impulsi elettrici), con un picco di 2.615 lampi al minuto. Alcuni di questi fulmini hanno raggiunto altezze senza precedenti nell’atmosfera terrestre, da 20 a 30 chilometri (da 12 a 19 miglia) di altezza.

“Con questa eruzione vulcanica, abbiamo scoperto che i pennacchi possono creare condizioni per i fulmini che sono lontane dal regno dei temporali atmosferici che abbiamo osservato in precedenza”, ha detto Van Eaton. “Si scopre che le eruzioni vulcaniche possono creare fulmini più intensi di qualsiasi altro tipo di tempesta sulla Terra”.

Il fulmine ha fornito informazioni non solo sulla durata dell’eruzione, ma anche sul suo comportamento nel tempo.

“L’eruzione è durata molto più a lungo delle ore o due osservate inizialmente”, ha detto Van Eaton. L’attività del 15 gennaio ha generato pennacchi per almeno 11 ore. È stato davvero solo osservando i dati superficiali che siamo stati in grado di estrarre”.

I ricercatori hanno visto quattro fasi distinte dell’attività vulcanica, determinate dall’altezza del pennacchio e dalla velocità dei fulmini mentre cresceva e calava. Van Eaton ha affermato che le informazioni ottenute collegando l’intensità dei fulmini all’attività vulcanica potrebbero fornire un migliore monitoraggio e una previsione in tempo reale dei pericoli legati all’aviazione durante una grande eruzione vulcanica, compreso lo sviluppo e il movimento della nube di cenere. Ottenere informazioni affidabili sui pennacchi vulcanici all’inizio di un’eruzione è una sfida importante, soprattutto per i vulcani sottomarini più distanti. Sfruttare tutte le osservazioni a lungo raggio disponibili, inclusi i fulmini, migliora il rilevamento precoce per tenere gli aerei e le persone fuori pericolo.

“Non è stata solo l’intensità del fulmine che ci ha attirato”, ha detto Van Eaton. Lei ei suoi colleghi sono rimasti sconcertati dagli anelli di fulmini concentrici del vulcano, che si espandono e si contraggono nel tempo. “La dimensione di questi anelli di fulmini ci ha fatto impazzire. Non abbiamo mai visto nulla di simile prima e non c’è nulla di paragonabile nelle tempeste meteorologiche. Sono stati osservati singoli anelli di fulmini, ma non sono raddoppiati e sono piccoli in confronto.

La forte turbolenza ad alta quota è stata nuovamente responsabile. Il pennacchio ha pompato così tanta massa nell’atmosfera superiore che ha inviato increspature nella nube vulcanica, come far cadere dei ciottoli in uno stagno. Il fulmine sembra “survolare” queste onde e muoversi verso l’esterno in anelli larghi 250 chilometri.

Come se tutto ciò non bastasse a rendere fantastica questa eruzione, è uno stile di vulcanismo noto come freatopliniano, che si verifica quando un grande volume di magma esplode attraverso l’acqua. In precedenza, questo stile di eruzione era noto solo dalla documentazione geologica e non era mai stato osservato con strumenti moderni. L’eruzione di Heng ha cambiato tutto questo.

“È stato come tirare fuori un dinosauro e vederlo camminare su quattro zampe”, ha detto Van Eaton. “Un po’ ti toglie il fiato.” Riferimento: “Lightning Loops and Gravitational Waves: Insight into the Giant Eruption Plume from Tonga’s Hongga Volcano on January 15, 2022” di Alexa R Van Eaton, Jeff Lapierre, Sonia A. Christopher Bedka e Konstantin Khlopenkov, 20 giugno 2023, disponibile qui.Lettere di ricerca geofisica
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