L’eruzione di Hunga Tonga ha portato oltre 50 miliardi di chilogrammi di acqua nella stratosfera

Nel gennaio di quest’anno, un vulcano sottomarino a Tonga ha prodotto una massiccia eruzione, la più grande fino ad ora in questo secolo. La miscelazione di materiale vulcanico caldo e acqua fredda dell’oceano ha creato un’esplosione che ha inviato un’onda d’urto atmosferica in tutto il pianeta e ha innescato uno tsunami che ha devastato le comunità locali e ha raggiunto il Giappone. L’unica parte del bordo del cratere che si estendeva al di sopra dell’acqua era di dimensioni ridotte e separata in due isole. Un pennacchio di materiale è stato fatto esplodere direttamente attraverso la stratosfera e nella mesosfera, a oltre 50 km sopra la superficie terrestre.

Abbiamo dato una buona occhiata a una serie di eruzioni vulcaniche passate e studiato come influenzano il clima. Ma quelle eruzioni (in particolare quella del Monte Pinatubo) provenivano tutte da vulcani a terra. Hunga Tonga potrebbe essere la più grande eruzione che abbiamo mai documentato che abbia avuto luogo sott’acqua e il pennacchio dell’eruzione conteneva quantità insolite di vapore acqueo, così tanto da ostacolare le osservazioni satellitari ad alcune lunghezze d’onda. Ora, i ricercatori hanno utilizzato i dati dei palloni meteorologici per ricostruire il pennacchio e seguirne l’andamento durante due circuiti in tutto il mondo.

Il boom incontra il pallone

La tua parola del vocabolario del giorno è radiosonda, che è un piccolo pacchetto di strumenti e un trasmettitore che può essere trasportato nell’atmosfera da un pallone meteorologico. Esistono reti di siti in cui vengono lanciate le radiosonde nell’ambito dei servizi di previsione meteorologica; i più rilevanti per Hunga Tonga si trovano nelle Fiji e nell’Australia orientale. Un pallone delle Figi è stato il primo a portare gli strumenti nel pennacchio dell’eruzione, meno di 24 ore dopo l’esplosione di Hunga Tonga.

Quella radiosonda ha visto aumentare i livelli dell’acqua mentre saliva attraverso la stratosfera da 19 a 28 chilometri di altitudine. I livelli dell’acqua avevano raggiunto il livello più alto mai misurato nella parte superiore di quell’intervallo quando il pallone è esploso, ponendo fine alle misurazioni. Ma poco dopo, il pennacchio ha iniziato a comparire lungo la costa orientale dell’Australia, che ha registrato nuovamente livelli molto elevati di vapore acqueo. Anche in questo caso, l’acqua ha raggiunto i 28 km di altitudine, ma si è gradualmente stabilizzata a quote inferiori nelle 24 ore successive.

La cosa sorprendente è stata la quantità che c’era. Rispetto ai normali livelli di fondo del vapore acqueo stratosferico, queste radiosonde registravano 580 volte più acqua anche due giorni dopo l’eruzione, dopo che il pennacchio aveva avuto un po’ di tempo per espandersi.

C’era così tanto lì che spiccava ancora mentre il pennacchio andava alla deriva sul Sud America. I ricercatori sono stati in grado di seguirlo per un totale di sei settimane, seguendolo mentre si diffondeva mentre girava due volte intorno alla Terra. Utilizzando alcune di queste letture, i ricercatori hanno stimato il volume totale del pennacchio di vapore acqueo e quindi hanno utilizzato i livelli di acqua presente per ottenere una quantità totale di acqua immessa nella stratosfera dall’eruzione.

Sono arrivati ​​a 50 miliardi di chilogrammi. E questa è una stima bassa, perché, come accennato in precedenza, c’era ancora acqua al di sopra delle altitudini dove alcune misurazioni si sono fermate.

Non come gli altri

Eruzioni come quella del Monte Pinatubo immettono nella stratosfera molti aerosol riflettenti di anidride solforosa, che riflettono la luce solare nello spazio. Ciò ha avuto l’effetto netto di raffreddare le temperature della superficie negli anni immediatamente successivi all’eruzione, sebbene il materiale sia gradualmente ricaduto nell’atmosfera, facendo svanire l’impatto nel corso di diversi anni. Almeno nel periodo immediatamente successivo, Hunga Tonga non sembra aver prodotto un effetto simile.

Invece, il vapore acqueo agiva come un gas serra, come ci si aspetterebbe. Ciò significava che l’energia veniva assorbita dalla regione inferiore del pennacchio di eruzione, lasciando le parti superiori più fresche di circa 2 Kelvin.

I ricercatori sospettano che l’enorme quantità di acqua nell’eruzione vera e propria abbia impedito a gran parte dell’anidride solforosa di raggiungere la stratosfera. E il materiale che è arrivato in quota probabilmente è stato lavato via più velocemente. I ricercatori sospettano anche che le modifiche alla chimica stratosferica possano influenzare la quantità di ozono presente lì, ma ciò potrebbe richiedere un monitoraggio a lungo termine per risolversi.

Nel complesso, la conclusione sembra essere che fa davvero una grande differenza quando un’eruzione avviene sott’acqua. Eruzioni come Hunga Tonga saranno rare rispetto alle eruzioni terrestri, perché l’eruzione deve avvenire in acque relativamente poco profonde per far esplodere materiale fino alla stratosfera. Ma quando si verificano, sembra che tutto, dalla chimica atmosferica agli impatti climatici, sia probabilmente distinto.

Scienza2022. DOI: 10.1126/scienza.abq2299 (Informazioni sui DOI).