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La enorme erupción de Honga-Hunga Haapai en 2022 reducirá los niveles de ozono en la Tierra

La enorme erupción de Honga-Hunga Haapai en 2022 reducirá los niveles de ozono en la Tierra

El volcán Hunga Tonga Hunga Haapai entra en erupción en el Pacífico Sur el 14 de enero de 2022, un día antes de una columna de erupción más grande que afectaría significativamente la composición de la estratosfera. (Servicios Geológicos de Tonga, adaptado de Wikimedia Commons, CC BY 3.0)

Cuando el volcán Tonga-Hunga Haapai entró en erupción el 15 de enero de 2022 en el Pacífico Sur, produjo una onda expansiva que se sintió en todo el mundo y desencadenó tsunamis en Tonga, Fiyi, Nueva Zelanda, Japón, Chile, Perú y Estados Unidos. . .

También cambió la química y la dinámica de la estratosfera en el año siguiente a la erupción, lo que provocó pérdidas de ozono sin precedentes de hasta un 7% en grandes áreas del hemisferio sur, según un estudio reciente publicado en Proceedings of the National Academy of Sciences. (PNAS) del John’s College, la Escuela Paulson de Ingeniería y Ciencias Aplicadas de la Universidad de Harvard (SEAS) y la Universidad de Maryland.

Según la investigación, la causa de estos cambios climáticos es la enorme cantidad de vapor de agua que el volcán submarino inyecta en la estratosfera. La estratosfera se encuentra entre 8 y 30 millas sobre la superficie de la Tierra y es donde se encuentra la capa protectora de ozono.

«La erupción del volcán Hunga Tonga Hunga Haapai fue verdaderamente excepcional porque bombeó alrededor de 300 mil millones de libras de agua a la estratosfera normalmente seca, lo cual es una cantidad absolutamente increíble de agua de un solo evento», dijo David Wilmoth, uno de los proyectos. . Científico de SEAS y primer autor de este artículo.

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«Esta erupción nos ha colocado en un territorio inexplorado», afirmó Ross Salawich, profesor del Centro Interdisciplinario de Ciencias del Sistema Terrestre de la Universidad de Maryland y coautor del estudio. “Nunca en la historia de los registros satelitales hemos visto la inyección de tanto vapor de agua en la atmósfera, y nuestra investigación es la primera en observar las consecuencias aguas abajo en grandes áreas de ambos hemisferios en los meses posteriores a la erupción utilizando datos satelitales y un modelo global.”

La erupción de Honga Tonga-Hunga Haapai fue la mayor explosión atmosférica jamás registrada. La explosión provocó la liberación de aerosoles y gases en las profundidades de la estratosfera. Parte del material alcanzó la mesosfera inferior, a más de 30 millas sobre la superficie de la Tierra, alturas nunca registradas en una erupción volcánica. Estudios anteriores encontraron que la erupción aumentó el vapor de agua estratosférico en un 10% en todo el mundo, con concentraciones más altas en algunas regiones del hemisferio sur.

Wilmoth, Slawicz y el resto del equipo de investigación utilizaron datos del instrumento Microwave Limb Sounder (MLS) a bordo del satélite Aura de la NASA, no solo para rastrear cómo se mueve el vapor de agua alrededor del mundo sino también para monitorear la temperatura y los niveles de monóxido de cloro (ClO). . Ozono (O3), ácido nítrico (HNO3) y cloruro de hidrógeno (HCl) en la estratosfera durante el año siguiente a la erupción. Luego compararon esas mediciones con los datos recopilados por MLS de 2005 a 2021 antes de la erupción.

El equipo descubrió que la inyección de vapor de agua y dióxido de azufre (SO2) cambió la química y la dinámica de la estratosfera.

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Químicamente, el dióxido de azufre aumentó los aerosoles de sulfato, proporcionando nuevas superficies para que se produjeran reacciones químicas.

«Algunas reacciones que pueden no ocurrir en absoluto o ocurrir lentamente, pueden ocurrir más rápido si hay un aerosol disponible en el que puedan ocurrir esas reacciones», dijo Wilmoth. “La inyección de dióxido de azufre del volcán permitió la formación de aerosoles de sulfato y la presencia de vapor de agua provocó una producción adicional de aerosoles de sulfato”.

El aumento de los aerosoles de sulfato y el vapor de agua desencadenó una cascada de acontecimientos en la compleja química atmosférica, que provocaron cambios generalizados en las concentraciones de varios compuestos, incluido el ozono.

El exceso de vapor de agua también tuvo un efecto de enfriamiento en la estratosfera, provocando un cambio en la circulación, lo que resultó en una disminución del ozono en el hemisferio sur y un aumento del ozono en los trópicos.

Los investigadores descubrieron que la máxima disminución del ozono se produjo en octubre, nueve meses después de la erupción.

Anomalías máximas en los perfiles verticales medios mensuales de MLS O3, ClO, HCl y HNO3 (paneles A a D, respectivamente) para febrero-diciembre de 2022. Los tonos azules indican una disminución porcentual en la proporción de mezcla y los tonos rojos indican un aumento porcentual en la mezcla relación para la latitud y el rango de meses mostrados para cada variable. Los puntos son promedios zonales, promedios mensuales sobre 15° de latitud entre 60°S y 60°N, con círculos de colores que representan máximos extremos en la proporción de mezcla convertida a un porcentaje en el rango de presión de 5 a 60 hPa, y son zonas de máxima mejora del vapor de agua de HTHH. Sólo se muestran los puntos de datos que cumplen con los cuatro criterios mencionados en el texto.

El efecto de la erupción volcánica de Honga Tonga en la formación de la estratosferaPNAS (acceso abierto)

astrobiología,

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