Ciencia para todos T04E19: El tsunami y la onda expansiva del volcán submarino Hunga Tonga

Por Francisco R. Villatoro, el 22 enero, 2022. Categoría(s): Ciencia • Física • Matemáticas • Mathematics • Noticias • Physics • Podcast Ciencia para Todos (SER) • Science ✎ 4

Te recomiendo escuchar el episodio T04E19, «La onda expansiva del volcán Hunga Tonga en el Pacífico, se observó el pasado sábado en Málaga», 20 ene 2022 [16:15 min.], del programa de radio “Ciencia para todos”, en el que participo junto a Enrique Viguera (Universidad de Málaga), coordinador de Encuentros con la Ciencia. Esta sección semanal del programa “Hoy por Hoy Málaga” presentado por Esther Luque Doblas (y en ocasiones Isabel Ladrón de Guevara), que se emite todos los jueves (hoy de forma excepcional se emitió un miércoles) en la Cadena SER Málaga (102.4 FM) sobre las 13:30. Enrique y yo hemos intervenido desde nuestras propias casas.

Entrevistamos al matemático Jorge Macías, profesor titular de la Universidad de Málaga, del Departamento de Análisis Matemático de la Facultad de Ciencias, que forma parte del Grupo de investigación EDANYA. En su investigación aplica modelos matemáticos para estudiar los tsunamis y otros movimientos de las masas de agua en los océanos. Le pedimos que nos hable de la reciente erupción del volcán submarino Hunga Tonga que ha producido un tsunami espectacular desde el punto de vista científico, aunque no haya producido daños comparables a los de tsunamis anteriores en Japón e Indonesia.

Más información en Antonio Martínez Ron, «La noche en que una erupción en Oceanía sacudió las aguas del Mediterráneo», Voz Pópuli, 17 ene 2022; también en «La erupción del volcán submarino Hunga Tonga se sintió en todo el mundo», Agencia SINC, 17 ene 2022; «La isla del volcán Hunga Tonga desaparece casi por completo tras la erupción», Agencia SINC, 18 ene 2022; «Detectadas en los Pirineos ondas acústicas provocadas por la erupción del volcán de Tonga», Agencia SINC, 20 ene 2022. Sobre la detección usando teléfonos móviles con barómetro recomiendo leer a Arturo Quirantes, «La onda expansiva del volcán Hunga Tonga 1: detección global,» Tutorías, 17 ene 2022; «2: detección en España», Tutorías, 17 ene 2022; «3: el Laboratorio Gorila», Tutorías 17 ene 2022. En inglés recomiendo Shane Cronin, «Why the volcanic eruption in Tonga was so violent, and what to expect next,» The Conversation, 15 Jan 2022.

Escucha «La onda expansiva del volcán Hunga Tonga en el Pacífico, se observó el pasado sábado en Málaga», 20 ene 2022 [16:15 min.] en Play SER.

Fuente: NOAA, satélite GOEST-west (Planet Pix via Zuma Press Picture Alliance).

Esther: La gran noticia en ciencias de la Tierra de este mes ha sido la erupción de un volcán submarino cerca de la isla de Tonga a las 05:10 de la mañana (hora malagueña) el pasado sábado 15 de enero. La violenta erupción ha provocado un tsunami. Lo más sorprendente es que la onda expansiva ha podido medirse con barómetros en Málaga. Enrique, ¿qué es lo que ha pasado con este volcán?

Enrique: Lo primero, tenemos que situarnos en el mapa. La isla de Tonga está situada en Oceanía, en el Sur del Océano Pacífico, a unos 3000 kilómetros al este de Australia y a unos 2000 kilómetros al norte de Nueva Zelanda. El volcán submarino Hunga Tonga está a 1400 metros de profundidad y a unos 65 kilómetros al norte de una de las islas tonganasas entró en erupción violenta el 15 de enero. El volcán lanzó una enorme columna de gas y ceniza de unos 30 kilómetros de altura que fue registrada por las imágenes tomadas por varios satélites. Además, produjo un tsunami que golpeó la costa de la isla de Tonga; que alcanzó la costa de Japón con una ola de unos 1.2 metros y también el archipiélago de Hawái, la costa oeste de América del Norte y de América del Sur (en Perú provocó dos fallecidos).

Fuente: https://www.weatherwatch.co.nz/content/tonga-size-of-eruption-put-into-perspective-x4-infographics.

Esther: El tsunami no ha llegado hasta las costas malagueñas, pero la onda expansiva producida por la violenta erupción sí ha sido detectada en nuestra ciudad.

Francis: Así es, Esther, las explosiones violentas provocan una onda expansiva que se mueve a la velocidad del sonido por la atmósfera, a más de 1200 km/h. Esta onda tiene un perfil en forma de letra N con un crecimiento rápido de la presión, una decrecimiento brusco y un nuevo crecimiento hasta alcanzar el valor previo de la presión. Por ejemplo, en Nueva Zelanda, si la presión era de unos 1016 milibares, pudo crecer a unos 1020 en unos 15 minutos, y luego bajar hasta unos 1014 milibares en unos 20 minutos y luego recuperar los 1016 milibares previos a la llegada de la onda. Esta onda ha sido observada en todo el mundo por los servicios meteorológicos y por los aficionados que dispongan de un barómetro. Por cierto, algunos teléfonos móviles disponen de barómetro, con lo que la medida era muy sencilla.

Esther: La onda expansiva ha dado la vuelta al mundo, luego en España tendría que haberse observado dos veces, cuando nos llegó por el este y cuando nos llegó por el oeste.

Francis: Y así ha sido, Esther, con una separación en España de unas 4 horas se pudieron observar ambas ondas. La primera alrededor de las 22:00 horas del sábado y la segunda alrededor de las 02:00 de la mañana del domingo. Málaga está a unos 17500 km de Tonga y como la onda se mueve a unos 1200 km/h, habiendo ocurrido a las 05:00 se esperaba la primera onda sobre las 22:00; y como por el otro lado del planeta hay unos 40000 – 2 × 17500 = 5000 km de diferencia, se esperaba un retraso de unas 4 horas y pico entra ambas. Varios profesores de Física de nuestra provincia han medido con los barómetros de su teléfono móvil o con barómetros de pequeñas estaciones meteorológica la onda expansiva.

Fuente: Víctor M. González @gdvictorm: Observación desde Ávila (España).

Esther: ¿Y la onda expansiva ha dado más de una vuelta al globo terráqueo?

Enrique: Ha pasado lo mismo que pasó en 1883, con el volcán Krakatoa, la onda expansiva ha recorrido el mundo entero y ha llegado a dar varias vueltas. Con el Krakatoa se observó durante 4 días y con el Hunga Tonga se ha observado al menos durante tres días desde España: además de el domingo, también el lunes a mediodía y el miércoles de madrugada, cada vez menos intensa.

Esther: Hoy tenemos al teléfono al doctor Jorge Macías, profesor titular de la Universidad de Málaga, del Departamento de Análisis matemático y que forma parte del Grupo de investigación EDANYA, que aplica las matemáticas para comprender los movimientos de las masas de agua que se producen en el mar y los océanos. Hemos hablado de él en alguna ocasión acerca de los sistemas de alerta y predicciones en caso de Tsunamis. [Saludos] Jorge, ¿vuestro sistema de alerta de tsunamis qué papel ha jugado en el tsunami producido por el volcán en la isla de Tonga?

Foto de Rocío Sánchez (Crónica Universitaria, Diario Sur de Málaga) https://www.diariosur.es/cronica-universitaria/minuto-cuenta-20180515000423-ntvo.html.

Jorge: «Lo primero que se me viene a la cabeza es un posible comentario de los oyentes, que van a decir que los científicos estamos un poco locos al hablar del volcán de la Palma y de este volcán en Tonga como un fenómeno espectacular, algo no visto hasta ahora que hay que estudiar. Podría parecer que nos gustan este tipo de cosas un poco frikis. Hasta ahora [Francis y Enrique] han hablado de la parte atmosférica, pero yo quiero destacar la parte oceanográfica, lo que se ha producido en el mar y el tsunami que se ha generado, que ha sido extraordinario, espectacular y que habrá que estudiar en detalle».

«Se trata de un tsunami generado por un volcán submarino. En primer lugar, no es la principal causa de generación de tsunamis, que en un 90 % de los casos son generados por terremotos submarinos; por tanto, es especial porque ha sido generado por una erupción volcánica submarina. Y en segundo lugar, por su naturaleza explosiva, muy distinta a lo que ocurrió en La Palma; se ha generado una perturbación en la atmósfera tan importante que ha llegado a cambiar la naturaleza del tsunami en el mar».

«Este cambio en el tsunami tiene como causa las ondas de choque en la atmósfera que han entrado en resonancia con las ondas del tsunami a ciertas profundidades, donde las velocidades de la onda en la atmósfera y en el mar se han acoplado entre sí. Como consecuencia de esta resonancia las inundaciones en ciertas zonas muy alejadas del volcán han sido, sorprendentemente, mayores de lo que se esperaba. Y en otros sitios, donde no se ha producido este fenómeno de resonancia, se han difuminado los efectos y el impacto de la inundación ha sido menor de lo que se esperaba. Por  ello es importante investigar lo que ha pasado».

Enrique: «Todo un reto matemático».

Francis: «Hablando de retos matemáticos, vuestro software de simulación de tsunamis ¿tiene en cuenta estas perturbaciones atmosféricas?»

Jorge: «Ahí está lo complicado del asunto. Los modelos para la simulación de tsunamis no tienen en cuenta la componente atmosférica, se estudia el fenómeno como puramente oceánico. Sin embargo, habrá que tenerlo en cuenta en el futuro, pues los tiempos de llegada y el impacto del tsunami serán muy diferentes si se tiene en cuenta la contribución atmosférica. Pero, con ella el problema es mucho más difícil de resolver y la respuesta [para una alerta] no se puede dar en tan poco tiempo como en el caso de que el efecto atmosférico sea despreciable».

Enrique: «Quizás la frecuencia de estos eventos es tan baja que tenemos muy pocos datos; desde el volcán de Krakaota en 1883 hasta ahora con el Tonga ha pasado mucho tiempo…»

Jorge: «Esta comparación es muy buena porque este volcán de Tonga es similar al de Krakatoa; hay que recordar que el «hijo» del Krakatoa tuvo una erupción en 2018, pero mucho más modesta, con mucho menos impacto, que no tuvo nada que ver ni con la actual de Hunga Tonga, ni con la del Krakatoa. Quiero destacar que en 1883 no pudimos medir todos los efectos que estamos midiendo ahora, porque no existían los mareógrafos que disponemos hoy en día. El mayor ruido en la Naturaleza, según el Libro Guinness de los Récords, fue la explosión del Krakatoa. Lo que ha ocurrido con el Hunga Tonga es muy parecido a lo ocurrido entonces».

Esther: «Me gustaría aprovechar la ocasión para preguntar a Jorge por el ultimo informe del CSIC sobre la posible formación de tsunamis en Málaga, en la falla de Averroes, en el Mar de Alborán, muy cerca de la costa andaluza». [Esther se refiere al artículo F. Estrada, …, J. Macías, …, G. Ercilla, «Tsunami generation potential of a strike-slip fault tip in the westernmost Mediterranean,» Scientific Reports 11: 16253 (10 Aug 2021), doi: https://doi.org/10.1038/s41598-021-95729-6]. «Según ese estudio, la falla de Averroes tenía más potencial para generar maremotos de lo que se creía.»

Jorge: «Las simulaciones numéricas y los modelos en este trabajo las realizamos nosotros en la Universidad de Málaga, que somos coautores de dicho artículo que lideran colegas del CSIC».

Esther: «Llevamos muchos años contando la posibilidad de que pudiera ocurrir un maremoto en la costa malagueña. ¿La probabilidad es pequeña, no?»

Jorge: «Siendo una probabilidad pequeña, el riesgo existe. Vivimos en una zona costera y el mar de Alborán está en una zona sísmica activa. Tenemos una serie de fallas y fallas activas. La buena noticia es que estas fallas solo tienen potencial de generar terremotos de una magnitud que no es muy elevada; no vamos a ver una magnitud nueve, como veíamos en Japón o en Indonesia. En el caso de que se produjera un terremoto de gran magnitud en esta zona, pongamos de magnitud siete, el tsunami que se va a generar no va a ser similar al que vimos en Japón o en Indonesia».

«De hecho, el tsunami se podría parecer a algunas de las imágenes que hemos visto con el Hunga Tonga. Una gran masa de agua que entra desde el mar, que nos puede llegar a los tobillos, o a la rodilla, o incluso a la cintura. Pero en ningún caso una ola de muchos metros como la que alcanzó Japón. Puede ocurrir, podemos vivirlo, pero la probabilidad es pequeña. Lo más importante es estar preparados».

Esther: «De hecho, existe un plan estatal de protección civil ante ese riesgo de maremoto en las costas malagueñas, y en Melilla también, que están marcadas en rojo por este elevado riesgo…»

Jorge: «Existe un plan que se aprobó recientemente y que por primera vez habla de tsunamis y sus riesgos en protección civil en España. Hay que decir que en Andalucía vamos por delante del resto de España. Nosotros hemos trabajado en un proyecto Copernicus de la Unión Europea» (EMSN078) «y en proyectos de la Junta de Andalucía para producir un mapa de riesgos de inundación por tsunami en toda la costa andaluza; se incluye el impacto en infraestructuras, viviendas, etcétera. La parte de Huelva y Cádiz, que es la prioritaria por su nivel rojo en este mapa que se había hecho desde protección civil de España, ya está acabada; en breve se entregará la parte correspondiente a todo el litoral andaluz del Mediterráneo. Esa es la primera componente, la de alerta temprana».

«La segunda componente es haber hecho los deberes con antelación y disponer de planes de actuación sabiendo hasta dónde va a llegar la inundación, cuáles son las zonas seguras y adónde debemos evacuar a la población, o no evacuarla pues podemos quedarnos tranquilos porque el impacto no irá más allá de las playas».

Enrique: «En relación a los sistemas de alerta temprana, el problema con la falla de [Averroes en el] Alborán es que tenemos muy poco tiempo de reacción…» Esther: «Claro, es verdad, también lo advertían en ese estudio…» Enrique: «¿Como media hora?»

Jorge: «Mucho menos, muy pocos minutos. Hay que tener en cuenta que en este caso un sistema de alerta temprana no puede hacer nada. Hay que contar con la preparación [previa] y la educación del gran público. Porque en este caso no haber tiempo de lanzar una alerta».

Esther: «¿Hay formación con todo esto aquí en Málaga?»

Jorge: «No, no la hay. Ese es uno de los objetivos que se ponen en este tipo de de planes de actuación. La educación del público es muy importante. También uno de los proyectos que se ha iniciado en Chipiona, [un municipio piloto del programa internacional] TsunamiReady. Su objetivo es prepararse ante el riesgo de tsunamis y para ello hay que cumplir ciertos objetivos; entre ellos está la formación a la población de la zona, al gran público».

Esther: «Mi intención no es asustar a nadie. Hoy nosotros solo estamos informando».

Jorge: «Eso es algo que intentamos evitar. Siempre decimos que esto es muy poco probable que ocurra. Pero debemos ser conscientes de que puede pasar y debemos saber qué es lo que debemos de hacer» [en dicho caso].

Esther: «Jorge Macías, muchas gracias por atendernos, profesor titular de la Universidad de Málaga, del Departamento de Análisis Matemático, experto en tsunamis». [Despedida y cierre]



4 Comentarios

  1. ¡¡Excelente material!l para mi inicio de labores académicas, con mis estudiantes de bachillerato, en este nuevo año lectivo escolar 2022, en mi Institución Educativa en Boyacá – Colombia. Muchas gracias.

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