La erupción del volcán Tonga afectó a los satélites en órbita alrededor del planeta

Hace alrededor de un año y medio, el 15 de enero de 2022 explotó el volcán Hunga Tonga- Hunga Ha’apai en el archipiélago de Tonga en el océano Pacífico, provocando la mayor explosión jamás registrada en la Tierra por equipamiento moderno. La explosión causó tsunamis que llegaron a sentirse en Japón, Estados Unidos y Chile. En Tonga las olas alcanzaron veinte metros de altura. Esta fue la erupción volcánica más grande desde la del Monte Pinatubo, en Filipinas, en 1991, desplazando más de diez kilómetros cúbicos de roca, además de ser la explosión más energética desde la erupción del Krakatoa en 1883.

Según la NASA, esta explosión fue cientos de veces más potente que la bomba atómica lanzada sobre Hiroshima o Nagasaki por Estados Unidos en agosto de 1945 ysu onda de choque dio la vuelta a todo el planeta. La explosión y la erupción correspondiente lanzaron nubes de gas y ceniza hasta una altura de 58 kilómetros y el sonido de la explosión se escuchó a unos dos mil kilómetros de distancia en Nueva Zelanda. Tras la explosión la isla Hunga Tonga-Hunga Ha’apai, que se había ido formando tras la unión de dos islas, Hunga Tonga por un lado y Hunga Ha’apai por el otro, desapareció.

Hasta el año 2014 estas islas permanecieron separadas, siendo las dos únicas partes de la caldera del volcán, que se eleva unos 2 kilómetros por encima del terreno circundante, que sobresalían sobre el nivel del mar. En 2014 una erupción bastante grande creó una región de tierra entre las dos islas, de forma que pasaron a ser una única isla. Sin embargo tras esta erupción, que ha resultado mucho más explosiva que la de 2014, la región central ha vuelto a desaparecer y las dos islas originales se han reducido en tamaño.

Recientemente se ha descubierto que esta erupción volcánica pudo haber afectado incluso a varios satélites de telecomunicaciones en órbita alrededor de nuestro planeta, situados a cientos de kilómetros de altura, por los efectos que tuvo el volcán en la ionosfera.

La ionosfera es la capa más externa de la atmósfera terrestre y recibe su nombre del hecho de que a esa altura, los átomos y moléculas que allí habitan (que son muy pocos en comparación con las capas más próximas a la superficie) se encuentran ionizadas, por su interacción con la luz solar. La capa con mayor concentración de partículas ionizadas se conoce como “región F” y se sitúa entre los 150 y los 800 kilómetros de altura aproximadamente. Esta región influye y juega un papel importante en las transmisiones de radio de larga distancia, pues estas ondas se reflejan y refractan al pasar por ella.

Sin embargo, irregularidades en esta región F pueden afectar a estas transmisiones. Durante el día, la ionosfera se recarga de nuevas partículas cargadas por efecto de la radiación ultravioleta proveniente del Sol, creando un gradiente en la densidad de electrones, que tienden a concentrarse cerca del ecuador. Pero procesos naturales pueden crear defectos localizados, modificando la densidad del plasma en una región concreta, creando burbujas que pueden afectar a los sistemas de GPS o de telecomunicaciones.

Uno de los procesos que pensábamos podía afectar a la ionosfera eran las erupciones volcánicas. Por tanto, para el equipo internacional dirigido por los investigadores Atsuki Shinbori y Yoshizumi Miyoshi, la erupción del volcán de Tonga ofrecía la oportunidad perfecta de poner a prueba sus hipótesis.

Lo que hicieron concretamente es utilizar el satélite Arase japonés para detectar estas burbujas de plasma, el satélite también japonés Himawari-8 para detectar la evolución de las ondas de presión del aire atmosférico y observatorios terrestres para monitorizar los cambios en la ionosfera. Observaron cómo la erupción submarina de Tonga creó ondas de presión que generaron burbujas en el plasma de la ionosfera, cerca del ecuador.

También observaron algo que no esperaban encontrar: las irregularidades y fluctuaciones en la ionosfera empezaban minutos u horas antes (según su distancia a la erupción) de que llegaran las ondas de presión responsables de la creación de esas burbujas de plasma. Esto es exactamente lo contrario a lo que se pensaba que ocurría, por lo que los modelos que explican la interacción entre las diferentes capas de la atmósfera y la geosfera deberían revisarse.

Las ondas de presión son más lentas que otras ondas más difíciles de detectar, que serían las responsables de estas fluctuaciones. Los efectos de la erupción pudieron notarse en las telecomunicaciones de muchos satélites durante un periodo extenso de tiempo, aunque no hubo que lamentar pérdidas.

Por supuesto estos resultados y los que pueden venir de futuras investigaciones relacionadas, no solo tienen importancia desde el punto de vista puramente científico, sino que pueden servir para mejorar las predicciones del “clima espacial” y mitigar los problemas causados por catástrofes naturales como esta erupción. Esta investigación podría acabar fortaleciendo nuestra red de telecomunicaciones, haciéndola más resistente a cualquier perturbación de la ionosfera y de las capas altas de la atmósfera causada por erupciones volcánicas, terremotos y otros procesos naturales.

Referencias: