Shane Cronin, University of Auckland

El reino de Tonga no suele atraer la atención mundial, pero la violenta erupción de un volcán submarino el 15 de enero ha propagado ondas de choque, literalmente, por medio mundo.

Normalmente, el volcán no parece gran cosa a simple vista. Consta de dos pequeñas islas deshabitadas, Hunga-Ha'apai y Hunga-Tonga, que se asoman unos 100 m sobre el nivel del mar a 65 km al norte de Nuku'alofa, la capital de Tonga. Pero bajo el agua se esconde un enorme volcán de unos 1 800 m de altura y 20 km de ancho.

El volcán Hunga-Tonga-Hunga-Ha'apai ha entrado en erupción regularmente en las últimas décadas. En 2009 y 2014/15, chorros calientes de magma y vapor explotaron sobre las olas. Sin embargo, estas erupciones fueron pequeñas comparadas con el fenómeno de enero de 2022.

Nuestra investigación sobre las erupciones anteriores sugiere que la más reciente es una de las explosiones masivas que el volcán es capaz de producir aproximadamente cada mil años.

¿Por qué las erupciones del volcán son tan explosivas, si el agua del mar debería enfriar el magma?

Si el magma asciende por el agua lentamente, incluso a temperaturas de unos 1 200 ℃, se forma una fina película de vapor entre el magma y el agua. Esto proporciona una capa de aislamiento que permite que la superficie exterior del magma se enfríe.

Pero este proceso no funciona cuando el magma sale del suelo lleno de gas volcánico. Cuando el material entra rápidamente en el agua, las capas de vapor se rompen rápidamente, poniendo el magma caliente en contacto directo con el agua fría.

Los vulcanólogos llaman a esto “interacción combustible-refrigerante” y es similar a las explosiones químicas de tipo armamentístico. Las explosiones extremadamente violentas desgarran el magma. Entonces se inicia una reacción en cadena, con nuevos fragmentos de magma que exponen al agua nuevas superficies interiores calientes, y las explosiones se repiten, lanzando finalmente partículas volcánicas y provocando explosiones con velocidades supersónicas.

Las dos escalas de las erupciones del Hunga

La erupción de 2014/15 creó un cono volcánico, uniendo las dos antiguas islas del Hunga para crear una isla combinada de unos 5 km de largo. La visitamos en 2016 y descubrimos que estas erupciones históricas no eran más que teloneras del fenómeno principal.

Al cartografiar el fondo marino, descubrimos una “caldera” oculta a 150 m bajo las olas.

La caldera es una depresión en forma de cráter de unos 5 km de diámetro. Las pequeñas erupciones (como las de 2009 y 2014/15) se producen principalmente en el borde de la caldera, pero las muy grandes provienen de la propia caldera. Estas grandes erupciones tienen tal envergadura que la parte superior del magma en erupción se hunde hacia dentro, profundizando la caldera.

Tras observar la química de las erupciones pasadas, creemos que las pequeñas erupciones representan el sistema de magma recargándose lentamente para prepararse para un gran evento.

Encontramos pruebas de dos enormes erupciones pasadas de la caldera del Hunga en los depósitos de las antiguas islas. Las comparamos químicamente con los depósitos de ceniza volcánica de la mayor isla habitada, Tongatapu, a 65 km de distancia, y luego utilizamos las fechas de radiocarbono para demostrar que las grandes erupciones de la caldera se producen aproximadamente cada 1000 años, la última de ellas en el año 1100.

Con este conocimiento, la erupción del 15 de enero parece estar justo en la fecha prevista para una de las grandes.

Qué podemos esperar que ocurra ahora

Todavía estamos en medio de esta importante secuencia eruptiva y muchos aspectos siguen sin estar claros, en parte porque la isla está actualmente oscurecida por nubes de ceniza.

Las dos erupciones anteriores, del 20 de diciembre de 2021 y del 13 de enero de 2022, fueron de tamaño moderado. Produjeron nubes de hasta 17 km de altura y añadieron nuevas tierras a la isla combinada de 2014/15.

La última erupción ha aumentado la escala en términos de violencia. La pluma de ceniza tiene ya unos 20 km de altura. Lo más destacable es que se extendió de forma casi concéntrica a una distancia de unos 130 km del volcán, creando un penacho con un diámetro de 260 km, antes de que fuera distorsionado por el viento.

Esto supone una enorme potencia explosiva, que no puede explicarse únicamente por la interacción magma-agua. En cambio, muestra que grandes cantidades de magma fresco y cargado de gas han salido de la caldera.

La erupción también produjo un tsunami en todo Tonga y en las vecinas Fiyi y Samoa. Las ondas de choque recorrieron muchos miles de kilómetros, se vieron desde el espacio y se registraron en Nueva Zelanda a unos 2 000 km de distancia. Poco después del inicio de la erupción, el cielo quedó oculto en Tongatapu, y la ceniza comenzó a caer.

Todos estos signos sugieren que la gran caldera de Hunga se ha despertado. Los tsunamis son generados por ondas de choque atmosféricas y oceánicas acopladas durante una explosión, pero también son fácilmente causados por desprendimientos submarinos y colapsos de calderas.

Todavía no está claro si esto es el clímax de la erupción. Representa una importante liberación de presión de magma que puede calmar el sistema.

Sin embargo, los depósitos geológicos de las anteriores erupciones del volcán contienen una advertencia. Estas complejas secuencias muestran que cada uno de los importantes episodios de erupción de la caldera ocurridos cada 1 000 años implicó muchos eventos de explosión separados.

Por lo tanto, el volcán Hunga-Tonga-Hunga-Ha'apai podría provocar una gran agitación volcánica durante varias semanas o incluso años. Por el bien del pueblo de Tonga, esperemos que no sea así.

Shane Cronin, Professor of Earth Sciences, University of Auckland

Este artículo fue publicado originalmente en The Conversation. Lea el original.

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