A erupção submarina do vulcão Hunga Tonga–Hunga Haʻapai, em janeiro, criou uma pluma de cinzas e água que penetrou na terceira camada da atmosfera terrestre.
Foi a pluma vulcânica mais alta já registada, tendo atingido a mesosfera, onde normalmente meteoros e meteoritos se desfazem e ardem na nossa atmosfera.
A mesosfera, situada entre 50 a 80 quilómetros acima da superfície terrestre, situa-se acima da troposfera e da estratosfera e abaixo de duas outras camadas (a estratosfera e a mesosfera são duas camadas atmosféricas secas).
A pluma vulcânica atingiu uma altitude de 57 quilómetros no seu pico. Superou recordes anteriores, como a erupção do Monte Pinatubo, em 1991, nas Filipinas, com 40 quilómetros de altura, e a erupção do vulcão El Chinchón, no México, em 1982, que atingiu os 31 quilómetros de altura.
Os cientistas usaram imagens captadas por satélites que passaram pelo local da erupção para confirmar a altura da pluma. A erupção ocorreu a 15 de janeiro, a sul do Oceano Pacífico, ao largo da costa do arquipélago tonganês, uma área coberta por três satélites meteorológicos geoestacionários.
Um estudo detalhando esta descoberta foi publicado na revista Science.
A pluma gigante que chegou às camadas superiores da atmosfera continha água suficiente para encher 58 mil piscinas olímpicas, de acordo com medições anteriores de um satélite da NASA.
A determinação da altura da pluma pode ajudar os cientistas no estudo sobre o possível impacto da erupção no clima terrestre.
A determinação da altura da pluma revelou-se um desafio para os cientistas. Normalmente, os cientistas conseguem medir a altitude de uma pluma estudando a sua temperatura. Quanto mais fria for a pluma, mais alta é, segundo o coautor do estudo, Simon Proud, da RAL Space, e investigador no National Centre for Earth Observation e na Universidade de Oxford.
Mas este método não pôde ser aplicado ao ocorrido em Tonga devido à natureza violenta da erupção.
“A erupção penetrou na camada atmosférica em que vivemos, a troposfera, e chegou às camadas superiores onde a atmosfera volta a aquecer à medida que se sobe”, disse Proud.
“Tivemos de arranjar outra abordagem, usando os diferentes ângulos captados pelos satélites meteorológicos localizados em lados opostos do Oceano Pacífico e algumas técnicas de associação de padrões para calcular a altitude. Isto só é possível desde há poucos anos, dado que há uma década não tínhamos tecnologia de satélites no espaço para fazer tal coisa.”
A equipa de cientistas recorreu ao “efeito de paralaxe” para determinar a altura da pluma, comparando as diferenças no aspeto da pluma a partir dos vários ângulos captados pelos satélites meteorológicos. Os satélites captaram imagens de dez em dez minutos, documentando as mudanças drásticas na pluma à medida que emergia do oceano. As imagens mostraram diferenças na posição da pluma a partir de vários campos de visão.
A erupção “foi do zero a uma torre de 57 quilómetros de altura de cinzas e nuvens em 30 minutos”, disse Proud. Membros da equipa também repararam em mudanças rápidas no topo da pluma eruptiva que os deixaram surpreendidos.
“Após a explosão inicial de 57 quilómetros de altura, a coluna central da pluma desabou para dentro, pouco antes do surgimento de outra pluma,” disse Proud. “Não estava à espera que tal coisa acontecesse.”
É expectável que a quantidade de água que o vulcão ejetou para a atmosfera aqueça temporariamente o planeta.
“Esta técnica não nos permite determinar a altura máxima da pluma, nem os vários níveis da atmosfera para onde o material vulcânico foi libertado,” disse o coautor do estudo, Andrew Prata, assistente de investigação em pós-doutoramento no subdepartamento de física planetária, oceânica e atmosférica do Laboratório Clarendon da Universidade de Oxford.
A composição e altura da pluma podem revelar a quantidade de gelo que foi ejetada para a estratosfera e para onde foram libertadas as partículas de cinzas.
A altura também se revela fundamental para a segurança aérea porque as cinzas vulcânicas podem provocar a falha de motores a jato, sendo crucial evitar cinzas de plumas.
A altura da pluma é ainda um novo pormenor daquela que ficou conhecida como uma das erupções vulcânicas mais potentes de que se tem registo. Quando o vulcão submarino entrou em erupção a 65 quilómetros a norte da capital de Tonga, originou um tsunami, bem como ondas de choque que se fizeram sentir em todo o mundo.
Estão a decorrer investigações para desvendar o porquê de a erupção ter sido tão potente, se bem que se pode dever à sua natureza submarina.
O calor da erupção vaporizou a água e “criou uma explosão de vapor muito mais potente do que a que uma erupção vulcânica normal criaria,” disse Proud.
“Exemplos como a erupção do Hunga Tonga-Hunga Ha’apai demonstram que as interações entre o magma e a água do mar têm um papel determinante na origem de erupções altamente explosivas, capazes de injetar material vulcânico em altitudes extremas,” acrescentou Prata.
Agora, os cientistas querem perceber o porquê de a pluma ter sido tão alta, bem como a sua composição e o impacto atual no clima terrestre.
“Normalmente, quando as pessoas pensam em plumas vulcânicas, pensam em cinza vulcânica,” disse Prata. “No entanto, os resultados preliminares deste caso revelam que há uma proporção significativa de gelo na pluma. Também sabemos que havia uma boa quantidade de dióxido de enxofre e aerossóis de sulfato que se formaram rapidamente após a erupção.”
Proud quer usar a técnica de altitude com recurso a multissatélites neste estudo para criar alertas automáticos para tempestades severas e erupções vulcânicas.