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Di Matthew Cappucci – 5 Marzo 2022

È esploso nella mesosfera, il terzo strato dell’atmosfera terrestre

L’eruzione di Hunga Tonga vista dal satellite Himawari. (NASA)

La NASA ha confermato che l’eruzione del 15 gennaio 2022 di Hunga Tonga, un vulcano sottomarino nel sud-ovest del Pacifico, ha emesso cenere a 36 miglia (58 Km) di altezza nell’atmosfera. Quella cifra sbalorditiva stabilisce un record mondiale e indica che il materiale vulcanico è entrato nel terzo strato dell’atmosfera terrestre: la mesosfera.

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Come il vulcano Tonga ha generato un’onda d’urto in tutto il mondo.

L’agenzia lo ha definito “probabilmente il pennacchio dei record, il più alto dell’era del satellite”, superando ciò che molti vulcanologi e scienziati atmosferici sapevano fosse fisicamente fattibile. I risultati aprono la porta a nuovi studi sulla dinamica dei vulcani e sui meccanismi di trasporto delle particelle, o aerosol, che emettono.

L’animazione della NASA mostra una vista stereo del pennacchio di eruzione di Tonga mentre si alzava, si evolveva e si disperdeva il 15 gennaio 2022, creata da osservazioni a infrarossi acquisite ogni 10 minuti dai satelliti GOES-17 e Himawari-8. (Joshua Stevens//Joshua Stevens/Osservatorio della Terra della NASA)

L’eruzione di Hunga Tonga ha prodotto uno tsunami che ha devastato parti di Tonga e ha persino raggiunto la costa del Pacifico degli Stati Uniti. Il suono dell’eruzione esplosiva del vulcano è stato ascoltato a più di 5.000 miglia (8.000 Km) di distanza in Alaska e le perturbazioni della pressione atmosferica che si irradiano rapidamente verso l’esterno dal vulcano sono state rilevate dalle stazioni meteorologiche di tutto il mondo.

Cosa sono i pennacchi vulcanici?

Quando un vulcano erutta, rilascia nell’atmosfera cenere, fumo, vapore, calore, gas e piccole particelle molto fini. L’eccezionale quantità di calore all’interno del pennacchio lo fa salire. L’aria salirà fintanto che è più calda dell’ambiente circostante. Poiché un pennacchio trascina aria più fresca dall’ambiente circostante, il suo movimento verso l’alto tende a rallentare.

Di solito, sia il temporale che i pennacchi vulcanici tendono ad appiattirsi raggiunta la tropopausa, o il “soffitto” della bassa atmosfera che segna la soglia della stratosfera. Nella stratosfera, la temperatura dell’aria aumenta con l’altezza, creando uno strato caldo impenetrabile alla maggior parte delle correnti ascensionali. Solo i pennacchi più caldi o più esplosivi e densi sono in grado di perforare la tropopausa. Questi pennacchi tendono ad essere responsabili dell’iniezione di particelle vulcaniche nella stratosfera. Il biossido di zolfo e altri aerosol che entrano nella stratosfera possono influenzare il clima terrestre, oltre a influenzare il colore di albe e tramonti. Il pennacchio di Hunga Tonga utilizzando i dati del satellite meteorologico GOES-17 e del satellite giapponese Himawari-8, che operano in “geosync” a 22.236 miglia (35.785 Km) sopra la superficie terrestre, gli scienziati del Langley Research Center della NASA sono stati in grado di stimare l’altezza del pennacchio di Hunga Tonga.

Utilizzando più sorgenti satellitari che osservano il pennacchio da diverse angolazioni, è stato possibile accertare l’altezza approssimativa del pennacchio. Questo è comunemente indicato come effetto di “parallasse”. “Dai due angoli dei satelliti, siamo stati in grado di ricreare un’immagine tridimensionale delle nuvole”, ha affermato Konstantin Khlopenkov, uno scienziato del team Langley della NASA, nel comunicato stampa della NASA. Normalmente, il calcolo dell’altezza del pennacchio avrebbe potuto essere ottenuto con un solo satellite. Finché fosse stato in grado di rilevare le temperature massime delle nuvole, i meteorologi sarebbero stati in grado di fare confronti con i dati ottenuti dai palloni meteorologici e altre stime dell’ambiente. Sarebbe stato un semplice gioco di corrispondenza dei numeri, ma il pennacchio di Hunga Tonga è salito più in alto dei palloncini meteorologici.

Quanto è arrivato in alto?

Dopo un’attenta ispezione, è stato determinato che il pennacchio era alto 36 miglia (58 Km), tre volte più alto dei temporali più violenti che producono tornado e 14 miglia (22,5 Km) più alto del precedente record mondiale di eruzione vulcanica. Quello era il Monte Pinatubo, eruttato nelle Filippine nel 1991 ad un’altezza di 22 miglia (35,5 Km). Ciò ha posizionato l’altezza del pennacchio nella mesosfera, al di sopra della troposfera e della stratosfera. La temperatura dell’aria diminuisce con l’altezza nella troposfera e aumenta nella stratosfera; attraversare quello strato stratosferico relativamente caldo e penetrare nella mesosfera è praticamente sconosciuto. L’aria nella mesosfera è estremamente secca. Anche la temperatura dell’aria diminuisce con l’altitudine. La parte superiore della mesosfera è la parte più fredda dell’atmosfera terrestre; l’aria è incredibilmente rarefatta e il calore viene perso anche a causa dell’emissione radiativa dell’anidride carbonica. Le meteore bruciano nella mesosfera.

Caratteristiche del pennacchio

Il pennacchio ha avuto così tanto slancio verso l’alto nel salire che non è riuscito a “mettere i freni” quando è arrivato il momento di smettere di salire, risultando in un grumo gorgogliante noto come cima superata. Il pennacchio si è immediatamente placato dopo il suo iniziale impulso di galleggiamento, che ha creato un movimento ondulatorio simile a un bobber che ha inviato increspature note come “onde di gravità” verso l’esterno. Quelle increspature si sono propagate attraverso la ionosfera, uno strato dell’atmosfera terrestre ricco di ioni ed elettroni liberi che si sovrappone alla mesosfera e alla termosfera (lo strato successivo).

Il pennacchio ha scatenato fulmini prolifici, producendo 200.000 fulmini in appena un’ora. È stato il temporale più alto mai osservato direttamente sulla Terra. Secondo la NASA, una sbalorditiva superficie di 60.000 miglia (96.560 Km) quadrate è stata coperta dalla nuvola di pennacchio risultante, un’area grande quanto la Georgia. Gli effetti dell’eruzione sono ancora in fase di studio, ma la NASA riferisce che il materiale del vulcano ha completato una rivoluzione completa attorno alla Terra nell’atmosfera dell’emisfero australe entro le prime due settimane dall’eruzione. Non sembra comunque sia stata rilasciata una quantità sufficiente di anidride solforosa per raffreddare il clima terrestre.

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Di Matthew Cappucci è un meteorologo per Capital Weather Gang. Ha conseguito un B.A. in scienze atmosferiche presso l’Università di Harvard nel 2019 e contribuisce con il Washington Post da quando aveva 18 anni. È un appassionato cacciatore di tempeste e avventuriero e copre tutti i tipi di clima, scienze del clima e astronomia.

Fonte: The Washington Post

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