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Cuando el volcán de Tonga entró en erupción el 15 de enero de 2022, envió ondas de choque atmosféricas, estampidos sónicos y olas de tsunami alrededor del mundo. Pero eso no es todo: la explosión fue tan potente que incluso hizo vibrar el espacio.
Los científicos se sorprendieron al analizar los datos de la misión Ionosphere Connection Explorer (ICON) de la NASA y los satélites Swarm de la ESA (la Agencia Espacial Europea). Descubrieron que en las horas posteriores a la erupción del Hunga Tonga-Hunga Ha'apai, se formaron vientos huracanados y corrientes eléctricas inusuales en la ionosfera: la atmósfera superior electrificada de la Tierra, es decir, la capa en el borde del espacio.
“El volcán creó una de las mayores perturbaciones en el espacio que hemos visto en la era moderna”, dice en un comunicado de la NASA Brian Harding, físico de la Universidad de California, Berkeley, y autor principal de un nuevo artículo que analiza los hallazgos. "Nos está permitiendo probar la conexión poco conocida entre la atmósfera inferior y el espacio".
ICON se lanzó en 2019 para identificar cómo el clima de la Tierra interactúa con el clima del espacio, una idea relativamente nueva que reemplaza las suposiciones anteriores de que solo las fuerzas del Sol y el espacio podrían crear el clima en el borde de la ionosfera. En enero de 2022, cuando la nave espacial pasó sobre América del Sur, observó una de esas perturbaciones terrestres en la ionosfera provocada por el volcán del Pacífico Sur.
Lo emocionante de todo esto es que, como se pensaba, también los eventos extremos en la Tierra pueden influir el clima en el espacio, y no solo a la inversa. Es una información muy valiosa, dado que ayudará a proteger a la población de posibles efectos "secundarios" de fenómenos como la erupción de Tonga.
Cuando el volcán entró en erupción, lanzó una columna gigante de gases, vapor de agua y polvo hacia el cielo. La explosión también creó grandes perturbaciones de presión en la atmósfera, lo que provocó fuertes vientos. A medida que los vientos se expandieron hacia arriba en capas atmosféricas más delgadas, comenzaron a moverse más rápido.
Al llegar a la ionosfera y al borde del espacio, ICON registró velocidades del viento de hasta 725 kilómetros/hora, lo que los convierte en los vientos más fuertes por debajo de las 190 kilómetros de altitud medidos por la misión desde su lanzamiento.
En la ionosfera, los vientos extremos también afectaron las corrientes eléctricas. Las partículas en la ionosfera forman regularmente una corriente eléctrica que fluye hacia el este, llamada electrochorro ecuatorial, impulsada por los vientos en la atmósfera inferior. Después de la erupción, el electrochorro ecuatorial aumentó cinco veces su potencia máxima normal y cambió drásticamente de dirección, fluyendo hacia el oeste durante un período corto.
“Es muy sorprendente ver que el electrochorro se revierte en gran medida por algo que sucedió en la superficie de la Tierra”, señala Joanne Wu, física de la Universidad de California, Berkeley, y coautora del nuevo estudio. "Esto es algo que solo hemos visto anteriormente con fuertes tormentas geomagnéticas, que son una forma de clima en el espacio causada por partículas y radiación del Sol".
La nueva investigación, publicada en la revista Geophysical Research Letters, se suma a la comprensión de los científicos sobre cómo la ionosfera se ve afectada por los eventos en tierra y desde el espacio. Un fuerte electrochorro ecuatorial está asociado con la redistribución de material en la ionosfera, lo que puede interrumpir las señales de radio y GPS que se transmiten a través de la región.
Comprender cómo reacciona esta compleja área de nuestra atmósfera frente a fuertes fuerzas desde abajo y desde arriba es una parte clave de la investigación de la NASA. La próxima misión Geospace Dynamics Constellation (GDC) de la NASA utilizará una flota de pequeños satélites, muy parecidos a los sensores meteorológicos en tierra, para rastrear las corrientes eléctricas y los vientos atmosféricos que atraviesan el área. Al comprender mejor qué afecta a las corrientes eléctricas en la ionosfera, los científicos pueden estar más preparados para predecir problemas graves causados por dichas perturbaciones.