L’eruzione vulcanica di Hunga Tonga-Hunga Ha’apai, a Tonga, che ha prodotto la più potente esplosione atmosferica mai registrata, ha anche generato un numero record di fulmini in una “tempesta sovralimentata” che è durato 11 ore e si è diffuso su 150 miglia, rivela un nuovo studio. Il vulcano, che si trova nell’Oceano Pacifico meridionale, ha iniziato a eruttare nel dicembre 2021, ma il suo evento più esplosivo si è verificato il 15 gennaio 2022. Nonostante la caldera del vulcano si trovi a 150 metri sotto il livello del mare, l’esplosione ha generato un pennacchio di cenere alto 58km, con un tasso di eruzione di 5 miliardi di chilogrammi al secondo, un ordine di grandezza maggiore dell’eruzione del Monte Sant’Elena nel maggio 1980 .
“Ci sono limiti teorici per quanto alto può arrivare un pennacchio e quanto velocemente può essere il tasso di eruzione, e l’eruzione Hunga Tonga li ha proprio distrutti tutti“, ha detto a Space.com l’autrice principale dello studio, Alexa Van Eaton dell’US Geological Survey (USGS).
Un altro record che l’eruzione ha frantumato è stato il numero di fulmini prodotti. Il pennacchio ha generato la tempesta di fulmini più intensa mai vista, con 2.600 lampi al minuto al suo apice e un totale di circa 192.000 lampi nel corso di 11 ore. Inoltre, questa tempesta di fulmini si è verificata a un’altitudine senza precedenti compresa 20 e 30km, più alta di qualsiasi fulmine mai visto prima. Questi fulmini sono stati rilevati sia da una rete di antenne radio progettate per tracciare le tempeste sia da due veicoli spaziali in orbita terrestre, il satellite GOES-17 gestito dalla National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) degli Stati Uniti e il satellite Himawari-8 dell’Agenzia meteorologica giapponese. “Non abbiamo mai visto nulla di simile a questo tasso di fulmini prima d’ora, e ad altitudini così elevate”, ha detto Van Eaton.
Le immagini satellitari mostrano che i fulmini non si sono diffusi casualmente attraverso il pennacchio, ma piuttosto si sono verificati in diversi anelli concentrici che sembravano essere collegati a ogni esplosione del vulcano. Quando il pennacchio si è alzato verso l’alto, si è gonfiato per formare una “nuvola ombrello”. “Questo ha impartito un movimento verticale nella nuvola così grande che l’onda, muovendosi verso l’esterno dal centro del pennacchio, era di 10 chilometri verticali dalla cresta alla depressione“, ha detto Van Eaton. Questa onda di pressione oscillante, nota anche come onda di gravità (da non confondere con le onde gravitazionali dovute alla fusione di buchi neri o stelle di neutroni), è stata la fonte dei fulmini.
Ci sono due modi in cui il fulmine può essersi formato all’interno di questa onda di gravità a forma di anello. Poiché l’eruzione di Hunga Tonga è avvenuta sott’acqua, ha iniettato molta acqua nell’atmosfera terrestre e i cristalli di ghiaccio risultanti hanno adottato cariche positive e negative. Inoltre, anche parte della cenere vulcanica che si è formata da roccia frammentata e magma espulso nell’aria dall’eruzione si ionizza, portando a più aree di carica positiva e negativa. È il gradiente di carica elettrica che fa scattare improvvise scintille di fulmini.
Mentre gli anelli di fulmini sono stati già visti nei pennacchi vulcanici, l’eruzione di Hunga Tonga è stata la prima volta in cui sono stati visti più anelli – quattro in totale, corrispondenti alle quattro fasi dell’eruzione del vulcano.
Gli anelli di fulmini sono anche chiamati “lightning holes” (letteralmente “buchi di fulmini”), perché all’interno dell’anello di solito non ci sono fulmini. Tuttavia, questo è stato solo un altro modo in cui l’eruzione di Hunga Tonga si è differenziata dalle altre: i buchi hanno iniziato a riempirsi di fulmini pochi minuti dopo l’increspatura dell’onda di gravità. Il meccanismo che ha spinto questo processo rimane poco chiaro.
I fulmini utili per le allerte
Indipendentemente da ciò, la presenza di fulmini evidenzia come i lampi elettrici potrebbero essere utilizzati per fornire un allarme tempestivo in caso di eruzione. Normalmente, i vulcanologi devono attendere circa 10 minuti affinché un satellite in orbita rilevi un pennacchio vulcanico e i servizi di emergenza vengano allertati, entro quel momento gli tsunami risultanti potrebbero aver sommerso le regioni costiere, i flussi piroclastici spazzato via decine di miglia quadrate e la cenere bloccato i motori degli aerei. I fulmini, tuttavia, vengono rilevati a frequenze radio alla velocità della luce.
Nuove informazioni sul vulcanismo della Terra e suoi fulmini di altri mondi
Oltre a battere i record ai giorni nostri, l’eruzione di Hunga Tonga potrebbe anche fornire nuove informazioni sul vulcanismo sulla Terra primordiale e persino potenzialmente su altri corpi celesti. L’eruzione è un tipo denominato vulcano freato-pliniano, che si verifica quando un’enorme quantità di roccia fusa erutta attraverso uno spesso strato d’acqua. Un vulcano sottomarino esplosivo di questa scala è stato visto solo in precedenza nella documentazione geologica.
Inoltre, l’eruzione potrebbe “plausibilmente avere implicazioni per il modo in cui i fulmini si verificano su altri pianeti, come Venere, o altri corpi planetari che in genere non supportano i fulmini tradizionali”, ha affermato Van Eaton. La prova del vulcanismo attivo su Venere è stata scoperta all’inizio di quest’anno, nei dati d’archivio della missione Magellan della NASA sul pianeta. Tuttavia, il vulcanismo è abbondante sulla luna di Giove Io, mentre forme di criovulcanismo si verificano sulla luna di Saturno Encelado e forse anche sul satellite gioviano Europa. “Encelado ha grandi getti d’acqua che si staccano. Potrebbero supportare i fulmini?” si chiede Van Eaton. “Non lo so, ma sembra che questo sia un modo per creare una grande perturbazione atmosferica a cui non abbiamo davvero pensato per altri mondi”.
La ricerca è stata pubblicata sulla rivista Geophysical Research Letters.
