200.000 relâmpagos – a erupção de Hongga em Tonga produz o relâmpago mais poderoso já registrado

A erupção produziu 2.600 flashes por minuto na intensidade máxima. Os cientistas usaram raios para olhar para a nuvem de cinzas e extraíram novos detalhes para a linha do tempo da erupção.

• A erupção de 15 de janeiro durou pelo menos 11 horas, várias horas a mais do que se sabia anteriormente
• A pluma de raios produziu os flashes de maior altitude já medidos, de 20 a 30 quilômetros (12 a 19 milhas) acima do nível do mar.
• “Ondas” gigantes de raios ondularam através de uma pluma vulcânica
• Dados de relâmpagos revelam fases previamente desconhecidas de uma erupção e informam o futuro monitoramento de riscos vulcânicos

A erupção do vulcão Hongga em Tonga em 15 de janeiro de 2022 continua quebrando recordes. De acordo com um novo estudo, a erupção vulcânica criou uma tempestade “supercarregada” que produziu o raio mais poderoso já registrado. Os pesquisadores descobriram que houve aproximadamente 200.000 relâmpagos na pluma durante a erupção, com um pico de mais de 2.600 flashes a cada minuto.

Quando o vulcão submarino entrou em erupção no Oceano Pacífico Sul, gerou uma coluna de cinzas, água e gases vulcânicos de pelo menos 58 quilômetros (36 milhas) de altura. A pluma imponente deu aos cientistas informações úteis sobre o tamanho da erupção, mas também obscureceu a abertura da visão do satélite, dificultando o rastreamento de mudanças na erupção à medida que avançava.

Mapas de desenvolvimento de raios e plumas vulcânicas em 15 de janeiro de 2022, com horários exibidos em UTC. A escala de cinza fornece alturas de nuvens estereoscópicas, pontos azuis mostram relâmpagos detectados por grades de radiofrequência terrestres no próximo minuto, e a escala roxo-amarelo mostra relâmpagos detectados opticamente pelo sensor GLM.

Refere-se a quadros com raios detectados opticamente. Pelo menos quatro episódios distintos de raios ocorrem das 04:16 às 05:51, seguidos por um episódio final das 08:38 às 48:48. O loop inicial e mais proeminente (visível nos primeiros quatro quadros) está centrado na borda da onda gravitacional dentro da nuvem superior do dossel. Círculos rosa delineiam o anel de raios em dois quadros e mostram uma taxa de expansão (média) de mais de 60 ms -1. O movimento para oeste do dossel superior começa revelando uma nuvem de baixo nível às 05:37. Polígonos brancos tracejados marcam os locais dos raios, mostrando seu movimento para o oeste com a nuvem estratosférica do dossel. As ilhas locais são destacadas em preto. Crédito: Van Eaton et al. (2023), Geophysical Research Letters, doi: 10.1029/2022GL102341

Dados de raios de alta resolução de quatro fontes separadas – nunca usados ​​juntos antes – agora permitiram que os cientistas examinassem essa pluma, provocando novas fases no ciclo de vida da erupção e obtendo informações sobre o clima estranho que ela gerou.

“Esta erupção vulcânica criou uma tempestade supercarregada como nunca vimos antes”, disse Alexa Van Eaton, vulcanologista do USGS que liderou o estudo. “Essas descobertas demonstram uma nova ferramenta que temos para monitorar vulcões na velocidade da luz e auxiliar o papel do USGS na comunicação de alertas de risco de cinzas para aeronaves”. O estudo foi publicado emCartas de Pesquisa Geofísica

que publica relatórios curtos e de alto impacto com implicações imediatas em todas as ciências da Terra e do espaço.

Van Eaton disse que a tempestade se desenvolveu porque uma expulsão muito ativa de magma ocorreu no oceano raso. A rocha derretida vaporizou a água do mar, que subiu até a espinha e acabou formando colisões elétricas entre cinzas vulcânicas, água super-resfriada e granizo. A tempestade perfeita de raios.
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Mais de 200.000 relâmpagos, mostrados como pontos azuis, ocorreram ao longo da erupção no vulcão Hongga em Tonga em 15 de janeiro de 2022. Novas análises da intensidade do relâmpago da erupção revelaram que a tempestade vulcânica foi a mais intensa já registrada e forneceu novas insights sobre a evolução da erupção. Crédito: Van Eaton et al. (2023), Geophysical Research Letters, doi: 10.1029/2022GL102341

Incorporando dados de sensores que medem luz e ondas de rádio, os cientistas rastrearam os relâmpagos e estimaram suas alturas. A erupção produziu pouco mais de 192.000 flashes (consistindo em aproximadamente 500.000 impulsos elétricos), com um pico de 2.615 flashes por minuto. Alguns desses raios atingiram alturas sem precedentes na atmosfera da Terra, variando de 20 a 30 quilômetros (12 a 19 milhas) de altura.

“Com esta erupção vulcânica, descobrimos que as plumas podem criar condições para relâmpagos que estão longe do reino das tempestades atmosféricas que observamos anteriormente”, disse Van Eaton. “Acontece que as erupções vulcânicas podem criar raios mais intensos do que qualquer outro tipo de tempestade na Terra.”

O raio forneceu informações não apenas sobre a duração da erupção, mas também sobre seu comportamento ao longo do tempo.

“A erupção durou muito mais do que uma ou duas horas inicialmente observadas”, disse Van Eaton. A atividade de 15 de janeiro gerou plumas por pelo menos 11 horas. Foi realmente apenas olhando para os dados superficiais que fomos capazes de retirar.”

Os pesquisadores viram quatro fases distintas de atividade vulcânica, determinadas pelas alturas das plumas e taxas de relâmpagos à medida que aumentavam e diminuíam. Van Eaton disse que os insights obtidos ao vincular a intensidade do raio à atividade vulcânica podem fornecer melhor monitoramento e previsão em tempo real de perigos relacionados à aviação durante uma grande erupção vulcânica, incluindo desenvolvimento e movimento de nuvens de cinzas. Obter informações confiáveis ​​sobre plumas vulcânicas no início de uma erupção é um grande desafio, especialmente para vulcões submarinos mais distantes. Aproveitar todas as observações de longo alcance disponíveis, incluindo raios, melhora a detecção precoce para manter aviões e pessoas fora de perigo.

“Não foi apenas a intensidade do raio que nos atraiu”, disse Van Eaton. Ela e seus colegas ficaram perplexos com os raios concêntricos do vulcão, que se expandem e contraem com o tempo. “O tamanho desses anéis de raios nos surpreendeu. Nunca vimos nada assim antes e não há nada comparável em tempestades meteorológicas. Raios de raios individuais foram observados, mas não são duplicados e são pequenos em comparação.

A forte turbulência em alta altitude foi novamente responsável. A pluma bombeou tanta massa para a atmosfera superior que enviou ondulações na nuvem vulcânica, como se fossem pedras caindo em um lago. O raio parece “surfar” nessas ondas e se mover para fora em anéis de 250 quilômetros de largura.

Como se tudo isso não bastasse para tornar essa erupção incrível, é um estilo de vulcanismo conhecido como phreatopliniano, que ocorre quando um grande volume de magma explode na água. Anteriormente, esse estilo de erupção era conhecido apenas pelo registro geológico e nunca havia sido observado com instrumentos modernos. A erupção do Heng mudou tudo isso.

“Foi como pegar um dinossauro e vê-lo andar sobre quatro patas”, disse Van Eaton. “Meio que tira o fôlego.” Referência: “Lightning Loops and Gravitational Waves: Insight into the Giant Eruption Plume from Tonga’s Hongga Volcano on January 15, 2022” por Alexa R Van Eaton, Jeff Lapierre, Sonia A. Christopher Bedka e Konstantin Khlopenkov, 20 de junho de 2023, disponível aqui.Cartas de Pesquisa Geofísica
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