Hunga Tonga Ha'apai

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## Hunga Tonga Hunga Ha'apai: Sobre o vulcão

           As pequenas ilhas andesíticas de Hunga Tonga e Hunga Ha'apai fazem parte dos remanescentes oeste e norte da borda (~ 6 km de diâmetro) de uma caldeira em grande parte submarina localizada a cerca de 30 km SSE da Ilha Falcon. A sequência mais alta de unidades de ignimbrite soldadas e não soldadas de uma erupção formadora de caldeira foi 14C datado de 1040-1180 EC (Cronin et al., 2017; Brenna et al. 2022). Pelo menos duas unidades adicionais de ignimbritos ricos em pedra-pomes soldadas e depósitos de fluxo piroclástico não soldados, abaixo de paleossolos e outros depósitos vulcanásticos, indicaram erupções anteriores muito grandes (Cronin et al., 2017; Brenna et al. 2022). Várias erupções submarinas ocorreram neste sistema de caldeira desde a primeira erupção registrada em 1912, incluindo 1937 e S das ilhas em 1988. Uma curta erupção em 2009 adicionou terra a Hunga Ha'apai. Naquela época, as duas ilhas tinham cerca de 2 km de comprimento cada, exibindo falésias voltadas para o mar com camadas de lava e tephra mergulhando suavemente para longe da caldeira. Uma erupção durante dezembro de 2014 a janeiro de 2015 foi centrada entre as ilhas e as combinou em uma estrutura maior. Grandes erupções explosivas no final de 2021 inicialmente remodelaram a parte central da ilha combinada antes de uma atividade mais forte em meados de janeiro de 2022 remover a maior parte do material de 2014-15; uma erupção ainda maior no dia seguinte enviou uma pluma de erupção para a estratosfera, desencadeou ondas de choque na atmosfera e um tsunami no Oceano Pacífico e deixou apenas pequenos remanescentes das ilhas acima da superfície do oceano.

Os esforços de recuperação da erupção de 14 a 15 de janeiro do Hunga Tonga-Hunga Ha'apai continuaram em Tonga. De acordo com um artigo de notícias, o principal cabo de comunicação internacional de fibra óptica submarino que havia sido cortado em vários lugares devido à erupção foi consertado em 21 de fevereiro e a conectividade com a Internet foi restaurada em 22 de fevereiro. Os reparos começaram em 3 de fevereiro para juntar 5-6 peças e substituir uma seção de 55 km do cabo que estava faltando e provavelmente enterrada em sedimentos. Um cabo doméstico localizado próximo ao vulcão pode levar meses para ser consertado. Outra reportagem observou que mais de 200 barcos de pesca foram destruídos pelos tsunamis; dezenas de novos barcos foram doados por doadores internacionais.

*Explosões de Surtseyan com plumas de erupção durante 14-15 de janeiro de 2022*

O vulcão Hunga Tonga-Hunga Ha'apai inclui as pequenas ilhas de Hunga Tonga e Hunga Ha'apai junto com recifes rasos ao longo da borda da caldeira de um edifício submarino muito maior no oeste do Oceano Pacífico Sul, a oeste das principais ilhas habitadas do Reino de Tonga. É um dos 12 vulcões submarinos confirmados ao longo do Arco Tofua, um segmento do maior arco vulcânico Tonga-Kermadec. O arco Tonga-Kermadec formou-se como resultado da subducção da Placa do Pacífico sob a Placa Indo-Australiana. A capital de Tonga, Nuku'alofa, está localizada a 65 km ao sul da ilha de Tongatapu. A Nova Zelândia fica a 2.000 km ao sul e a Austrália a mais de 3.000 km a sudoeste.

A primeira erupção registrada neste local ocorreu em 1912, seguida por uma erupção em 1937 e depois ao S das ilhas em 1988. Em 2009, uma pequena erupção aumentou a área terrestre em Hunga Ha'apai; nessa época, as duas ilhas tinham cerca de 2 km de comprimento cada. Durante dezembro de 2014 a janeiro de 2015, a atividade eruptiva adicionou terra entre as ilhas, criando a ilha Hunga Tonga-Hunga Ha'apai. As principais explosões e plumas de erupção Surtseyan foram detectadas no final de dezembro de 2021, que inicialmente remodelaram a parte central da ilha combinada antes de uma atividade mais forte em 14 de janeiro de 2022 remover a maior parte do material de 2014-2015. No dia seguinte, 15 de janeiro, uma erupção ainda maior gerou uma pluma que atingiu pelo menos 20 km de altitude, provocou um tsunami no Oceano Pacífico, e desencadeou ondas de choque pela atmosfera; apenas um pequeno remanescente das ilhas permaneceu visível acima da superfície do oceano. Este relatório atualizará os detalhes dos grandes eventos de 14 a 15 de janeiro de 2022 usando informações principalmente dos Serviços Geológicos de Tonga (TGS), agências de notícias de Tonga e Nova Zelândia, Centros Consultivos de Cinzas Vulcânicas de Wellington e Darwin (VAAC) e vários dados de satélite.

Atividade de 1 a 13 de janeiro de 2022. De acordo com observações de imagens de satélite, pouca atividade eruptiva foi detectada de 1 a 2 de janeiro. Em 2 de janeiro, uma imagem colorida natural do Sentinel-2 mostrou água verde-amarelada na área a oeste do vulcão, acompanhada por emissões brancas de gás e vapor à deriva NE na extremidade SW da ilha mais ocidental. Balsas de pedra-pomes com aproximadamente 10 m de largura também foram visíveis nas imagens do satélite Sentinel-2, flutuando cerca de 100 km a oeste do vulcão em 2 de janeiro (veja a figura 41; BGVN 47:02). A área de superfície da ilha aumentou de aproximadamente 2 km 2 em 10 de dezembro de 2021 para 3,6 km 2 em 2 de janeiro de 2022. A abertura foi estimada em 90 m de altitude e a base do cone ativo cresceu de 500 para 1.700 m largo.

Uma pequena nuvem de cinzas foi detectada durante 22:20-22:30 em 3 de janeiro, subindo para 6-7 km de altitude e flutuando 5-10 km NE, de acordo com o TGS. Em 22:30 a pluma diminuiu em altitude para 5 km. De 3 a 4 de janeiro, um ciclone passou pela área, obscurecendo a visão do vulcão. Uma pequena nuvem de cinzas foi novamente detectada entre 00:00 e 00:10 em 5 de janeiro, que subiu para 8 km de altitude e flutuou 15 km NE; em 00:10 a pluma tinha flutuado 18 km ENE. Um pouco de pedra-pomes apareceu nas praias do noroeste da Ilha de Tongatapu em 5 de janeiro e um odor sulfuroso foi relatado na orla de Nuku'alofa em 6 de janeiro.

***Atividade durante 14 de janeiro de 2022:*** Uma erupção subaérea que começou às 04:20 em 14 de janeiro gerou uma pluma de erupção em forma de cogumelo consistindo de gás e vapor e cinzas que tinha 5 km de largura na base e subiu para a estratosfera, 18- 20 km de altitude, segundo TGS. A pluma expandiu radialmente para 240-260 km de diâmetro e estendeu-se sobre Tongatapu (70 km S), 'Eua (106 km SSE), Ha'apai (130 km NE) e Vava'u (270 km NNE). Geólogos em um barco observaram pulsos Surtseyan ejetando material escuro e denso no ar e fluxos piroclásticos se expandindo sobre o oceano por volta de 17:00-18:30. A atividade removeu aproximadamente o terço médio da ilha que havia sido ampliado nas semanas anteriores, de acordo com a análise de uma imagem de satélite da Planet Labs adquirida às 15h25 de 15 de janeiro.

Um alerta nacional de tsunami foi emitido em 11:12 devido ao turbilhão anormal de água na costa de Nuku'alofa, de acordo com um artigo de notícias de Matangitonga. Os *Serviços Meteorológicos de Tonga* (TMS) também emitiram alertas de tsunami para áreas como 'otu Mu'omu'a em Ha'apai (Nomuka, Mango, Fonoifua), 'Atataa, 'Eueiki e Tongatapu mo 'Eua. Ondas flutuantes de tsunami foram registradas na costa de Tongatapu ao longo do dia; as ondas atingiram 200 m para o interior e subiram até 15 m de altitude na Praia do Bom Samaritano, de acordo com o TGS. A maior onda de tsunami foi registrada por volta de 1800, medindo 30 cm, de acordo com o medidor de maré Nuku'alofa.

A erupção de 14 de janeiro continuou por mais de 12 horas, com a pluma atingindo 20 km de altitude, com base em dados de imagens de satélite HIMAWARI-8 AHI capturadas entre 14:10 e 23:30. Ashfall foi relatado nas ilhas Mango e Fonoi (75 km ENE). de Ha'apai. A pluma de erupção também continha uma massa estimada de dióxido de enxofre de 0,05 Tg (50 quilotons), com base em dados de satélite. Como resultado, o cheiro de enxofre foi relatado em Tongatapu, Ha'apai e 'Eua. Ashfall foi relatado em muitas ilhas, incluindo Fonoi e Mango. Todos os voos domésticos em Tonga foram cancelados em 15 de janeiro. Em 22:30, a altitude da pluma havia diminuído para 18 km. A rede terrestre Global Lightning Detection Network (GLD360) detectou 191.309 eventos de raios de 03:34 em 14 de janeiro até 01:34 em 15 de janeiro, ou até 30.000 eventos por hora.

Atividade durante 15 de janeiro de 2022. A erupção foi intermitente durante 00:43 a 06:04, de acordo com o Wellington VAAC; plumas subiram para 14 km de altitude. O medidor de maré Nuku'alofa registrou ondas com menos de 10 cm de altura até 10:00 em 15 de janeiro, fazendo com que o Centro Nacional de Alerta de Tsunami cancelasse o alerta marítimo de tsunami para Tongatapu, Ha'apai e o sul de Tonga. Com base em observações de imagens de satélite, uma nuvem de cinzas subindo a 14 km de altitude foi detectada às 07:20 do dia 15 de janeiro, que se deslocou a favor do vento para o leste do vulcão devido a uma erupção que durou 10 a 15 minutos.

Uma erupção submarina maior começou em 17:00 em 15 de janeiro de aberturas logo abaixo da superfície do oceano, gerando uma pluma de erupção de gás, vapor e algumas cinzas. Um relatório do Wellington VAAC afirmou que a pluma havia subido para 15,2 km de altitude em 19:18; o topo da pluma tinha pelo menos 600 km de diâmetro em 19:03, conforme visto nas imagens de satélite. De acordo com reportagens e postagens nas redes sociais, os residentes de Nuku'alofa ouviram vários estrondos altos e viram uma grande pluma de erupção em expansão que eventualmente cobriu todas as ilhas de Tonga. A atividade eruptiva durou oito minutos.

A queda de cinzas medindo vários centímetros de espessura começou por volta de 18:00 em 15 de janeiro e durou cerca de 10 horas, que também afetou os tanques de água e alguns moradores relataram ter dificuldade em respirar as cinzas no ar. A erupção causou um blecaute nas comunicações em todo o país, que incluiu danos ao cabo subaquático de fibra ótica que dá acesso à internet e danos aos terminais de satélite por estarem cobertos de cinzas.

Durante 17:19-23:00 em 15 de janeiro, houve quase 400.000 eventos de raios registrados na pluma pela rede GLD360, com 200.000 deles ocorrendo durante 18:00-19:00. A pluma continuou a subir até pelo menos 20 km de altitude, embora outros conjuntos de dados de satélite sugerissem que parte dela pode ter subido até 30 km. Às 03:43 do dia 16 de janeiro, a pluma estava a 19,2 km de altitude. Com base nos alertas de cinzas vulcânicas emitidos pelo Wellington VAAC e depois pelo Darwin VAAC, a extensão horizontal da pluma cresceu de 18.000 km 2 em 17:39 no dia 15 para 12 milhões de km² por 13:00 em 19 de janeiro. A pluma se estreitou e se alongou ao longo de um eixo EW, movendo-se W sobre a Austrália. De acordo com dados do instrumento TROPOMI no satélite Sentinel-5P, uma pluma de dióxido de enxofre foi detectada com uma massa de aproximadamente 50 quilotons em 14 de janeiro, 420 quilotons que flutuaram W em 16 de janeiro e 400 quilotons que continuaram à deriva W em 17 janeiro.

As explosões produziram múltiplas ondas de pressão (choque) que ondularam através das nuvens meteorológicas circundantes a uma taxa de 300 m/s, embora a onda de pressão da maior explosão se propagasse por todo o planeta. O estrondo sônico dessa onda foi ouvido a grandes distâncias, incluindo cerca de duas horas na Nova Zelândia (2.300 km a sudoeste), Samoa, Fiji (500 km a noroeste), Vanuatu, Ilhas Cook e Alasca (9.370 km NE km). A onda de pressão também foi registrada por instrumentos de infra-som e meteorológicos em todo o mundo enquanto circundava a Terra, com instrumentos detectando-a novamente quando chegava da direção oposta.

Avisos foram emitidos para as costas N e E da Ilha Norte da Nova Zelândia e das Ilhas Chatham; vários barcos foram destruídos durante a noite em Tutukaka Marina em Far North. De acordo com um artigo do RNZ, mais de 120 pessoas foram evacuadas do Extremo Norte entre 23h e 00h. Ondas de tsunami atingindo 1,2 m de altura atingiram Nuku'alofa durante a noite, rompendo a costa e inundando estradas e propriedades costeiras. Na Ilha da Mango (75 km ENE), as ondas do tsunami atingiram os 500 m para o interior e atingiram os 12 m de altura, destruindo edifícios e árvores. De acordo com a Marinha de Tonga, as ondas do tsunami que atingiram a Ilha Mango atingiram 5-10 m de altura. De acordo com uma atualização oficial do governo de Tonga em 20 de janeiro, as ondas do tsunami atingiram até 15 m de altura, afetando as costas W de Tongatapu, 'Eua e Ha'.

No Japão, cerca de 230.000 pessoas foram aconselhadas a evacuar em oito províncias devido ao risco de tsunami. As ondas resultantes foram registradas no distrito de Kominato da Ilha Amami-Oshima na província de Kagoshima em 23:55. As ondas atingiram 80 cm no Japão, interrompendo serviços de trem, voos e danificando portos e barcos. Em Anchorage, Alasca, o Serviço Nacional de Meteorologia dos Estados Unidos relatou alturas máximas de ondas de 20 a 100 cm nas costas do Alasca e ao longo da costa da Colúmbia Britânica, no Canadá, as ondas eram de 16 a 29 cm. Na manhã de 16 de janeiro, o alerta de tsunami foi estendido para a costa W da Ilha Sul. Relatórios indicaram que as aldeias de Sopu, Kolomotua, Kolofo'ou, Ma'ufanga, Patangata também foram afetadas pelo tsunami, especialmente áreas próximas a Vuna Road.

***Atividade de 16 a 31 de janeiro de 2022:*** Nenhum novo evento eruptivo foi detectado após a grande erupção explosiva em 15 de janeiro. Uma imagem de satélite tirada em 18 de janeiro mostrou que a maior parte da ilha previamente combinada havia sido destruída, deixando apenas uma pequena parte da ilha NE de Hunga Tonga (200 m de comprimento) e a ilha SW de Hunga Ha'apai (700 m de comprimento). visível acima da superfície do oceano. As jangadas de pedra-pomes eram visíveis a SE de Hunga Ha'apai. O código de cores da aviação foi reduzido para verde em 19 de janeiro. De acordo com o Darwin VAAC, a pluma continuou a deriva W em altitudes entre 12,8 e 19,2 km durante 19-22 de janeiro; as cinzas eram difusas e difíceis de distinguir das nuvens meteorológicas, embora o sinal do dióxido de enxofre fosse mais forte. A ponta da pluma atingiu a costa leste da África em 22 de janeiro.

O *Ministério de Relações Exteriores e Comércio de Tonga* confirmou três mortes e vários feridos após a explosão e o tsunami em 15 de janeiro. Imagens de vigilância aérea mostraram que edifícios e aldeias foram arrastados ou seriamente danificados, telhados cobertos de cinzas, árvores arrancadas, vegetação marrom e danificada e linhas costeiras modificadas contendo águas carregadas de sedimentos. Todas as casas na Ilha Mango foram destruídas devido às ondas do tsunami; alguns abrigos temporários de lona ainda eram visíveis. Apenas duas casas permaneceram em Fonoifua, e danos extensos também foram relatados na Ilha Nomuka. As evacuações começaram em 19 de janeiro, incluindo pessoas nas ilhas de Mango, Atata e Fonoifua; cerca de 150 pessoas foram evacuadas para outras ilhas. Cerca de 89 pessoas permaneceram em abrigos de evacuação na ilha de 'Eua. De acordo com o governo de Tonga, partes do lado W de Tongatapu, incluindo Kanokupolu, foram evacuadas depois que dezenas de casas foram danificadas, e no distrito central muitas casas foram danificadas em Kolomotu'a e na ilha de 'Eua . Numerosos edifícios foram relatados desaparecidos na Ilha Atata. Aproximadamente 62 sobreviventes foram evacuados da Ilha Mango para Tongatapu em 22 de janeiro por meio de um barco patrulha da Marinha. De acordo com uma reportagem da Rádio da Nova Zelândia, duas mortes foram relatadas em uma praia no Peru (mais de 10.000 km) devido às altas ondas do tsunami.

De acordo com um comunicado de imprensa do Governo de Tonga em 21 de janeiro, todas as ilhas foram afetadas por ondas de cinzas e tsunami. Um vôo de socorro da Nova Zelândia trouxe equipamentos de telecomunicações e uma embarcação de reparo foi enviada para consertar o cabo de fibra óptica danificado no fundo do mar; voos domésticos permaneceram suspensos. Dezenas de terremotos Mw 4,5-5 foram detectados nas proximidades do vulcão após a erupção, pelo menos até 24 de janeiro, embora o tipo de sinal do terremoto fosse desconhecido.

O vulcão Tonga também pode ser considerado como um "Semi-Supervulcão" assim como Krakatoa. Enquanto Krakatoa teve 2% de comparação total de um Supervulcão, Hunga Tonga Hunga Ha'apai produziu uma erupção de 1% em comparação com a de um Supervulcão.

Vulcão antes de erupção de 15 de janeiro de 2022.Restos do vulcão após a erupção de 15 de Janeiro de 2022.As Ilhas Hunga Tonga e Hunga Ha'apai permaneceram inteiras após a grande explosão do vulcão Hunga Tonga Hunga Ha'apai.
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Quando um vulcão submarino entrou em erupção perto da pequena e desabitada ilha de Hunga Tonga-Hunga Ha'apai em janeiro de 2022, dois satélites meteorológicos foram posicionados de forma única para observar a altura e a largura da pluma. Juntos, eles capturaram o que é provavelmente a pluma mais alta no registro do satélite.

Cientistas do Langley Research Center da NASA analisaram dados do Satélite Ambiental Operacional Geoestacionário 17 da NOAA (GOES-17) e do Himawari-8 da Agência de Exploração Aeroespacial Japonesa (JAXA) , que operam em órbita geoestacionária e carregam instrumentos de imagem muito semelhantes. A equipe calculou que a pluma da erupção vulcânica de 15 de janeiro subiu para 58 quilômetros (36 milhas) em seu ponto mais alto. Gás, vapor e cinzas do vulcão atingiram a mesosfera, a terceira camada da atmosfera.

Antes da erupção de Tonga, a maior pluma vulcânica conhecida na era do satélite veio do Monte Pinatubo, que expeliu cinzas e aerossóis até 35 quilômetros (22 milhas) no ar acima das Filipinas em 1991. A pluma de Tonga tinha 1,5 vezes a altura da pluma do Pinatubo.

“A intensidade deste evento excede em muito a de qualquer nuvem de tempestade que já estudei”, disse Kristopher Bedka , cientista atmosférico da NASA Langley especializado no estudo de tempestades extremas. “Temos a sorte de ter sido tão bem visto por nossa última geração de satélites geoestacionários e podemos usar esses dados de maneiras inovadoras para documentar sua evolução.”

A animação acima mostra uma visão estéreo da pluma de erupção de Tonga à medida que subiu, evoluiu e se dispersou ao longo de 13 horas em 15 de janeiro de 2022. A animação foi construída a partir de observações infravermelhas adquiridas a cada 10 minutos pelo GOES-17 e Himawari- 8. De acordo com essas observações, a explosão inicial subiu rapidamente da superfície do oceano para 58 quilômetros em cerca de 30 minutos. Pouco depois, um pulso secundário subiu acima de 50 quilômetros (31 milhas), depois se separou em três pedaços.

Normalmente, os cientistas atmosféricos calculam a altura da nuvem usando instrumentos infravermelhos para medir a temperatura de uma nuvem e, em seguida, comparando-a com simulações de modelos de temperatura e altitude. No entanto, esse método baseia-se na suposição de que as temperaturas diminuem em altitudes mais altas – o que é verdade na troposfera, mas não necessariamente nas camadas média e superior da atmosfera . Os cientistas precisavam de um método diferente para calcular a altura: geometria.

Hunga Tonga-Hunga Ha'apai está localizado no Oceano Pacífico aproximadamente a meio caminho entre Himawari-8, que está em órbita geoestacionária a uma longitude de 140,7° Leste, e GOES-17, em órbita geoestacionária a 137,2° Oeste. “A partir dos dois ângulos dos satélites, conseguimos recriar uma imagem tridimensional das nuvens”, explicou Konstantin Khlopenkov, cientista da equipe Langley da NASA.

Esta sequência de imagens estáticas do GOES-17 mostra a pluma em vários estágios em 15 de janeiro. Observe como as partes mais altas da pluma na estratosfera e mesosfera projetam sombras nas partes inferiores.

Khlopenkov e Bedka usaram uma técnica que originalmente projetaram para estudar tempestades severas que penetram na estratosfera. Seu algoritmo combina observações simultâneas da mesma cena de nuvens de dois satélites e, em seguida, usa estereoscopia para construir um perfil tridimensional de nuvens elevadas. (Isso é semelhante à maneira como o cérebro humano percebe as coisas em três dimensões usando duas imagens de nossos olhos.) Khlopenkov então verificou as medidas estereoscópicas usando o comprimento das sombras que as plumas mais altas projetam nas largas nuvens de cinzas abaixo. Eles também compararam suas medidas com uma análise do modelo GEOS-5 da NASA para determinar a altura local da estratosfera e troposfera naquele dia.

A parte superior da pluma sublimou quase imediatamente devido às condições extremamente secas na mesosfera. No entanto, um guarda-chuva de cinzas e gás se espalhou na estratosfera a uma altitude de cerca de 30 quilômetros (20 milhas), cobrindo uma área de 157.000 quilômetros quadrados (60.000 milhas quadradas), maior que o estado da Geórgia.

“Quando o material vulcânico chega tão alto na estratosfera, onde os ventos não são tão fortes, as cinzas vulcânicas, dióxido de enxofre, dióxido de carbono e vapor de água podem ser transportados por toda a Terra”, disse Khlopenkov. Dentro de duas semanas, a principal pluma de material vulcânico circulou o globo, conforme observado pelo satélite Cloud-Aerosol Lidar e Infrared Pathfinder Satellite Observation (CALIPSO), bem como o Ozone Mapping and Profiler Suite no satélite Suomi-NPP.

Os aerossóis da pluma persistiram na estratosfera por quase um mês após a erupção e podem permanecer por um ano ou mais, disse o cientista atmosférico Ghassan Taha, do Goddard Space Flight Center da NASA. As emissões vulcânicas podem afetar potencialmente o clima local e o clima global . No entanto, Taha observou que atualmente parece improvável que a pluma de Tonga tenha efeitos climáticos significativos porque era baixo em teor de dióxido de enxofre – a emissão vulcânica que causa resfriamento – mas alto em vapor de água, o que explica sua altura impressionante.

“A combinação do calor vulcânico e a quantidade de umidade superaquecida do oceano tornaram essa erupção sem precedentes. Era como um hipercombustível para uma mega tempestade”, disse Bedka. “A pluma subiu 2,5 vezes mais do que qualquer tempestade que já observamos, e a erupção gerou uma quantidade incrível de raios . É isso que torna isso significativo do ponto de vista meteorológico.”

Quando um vulcão no Reino de Tonga, no Pacífico Sul, começou a entrar em erupção no final de dezembro de 2021 e explodiu violentamente em meados de janeiro de 2022, o cientista da NASA Jim Garvin e seus colegas estavam excepcionalmente bem posicionados para estudar os eventos. Desde que novas terras surgiram acima da superfície da água em 2015 e se juntaram a duas ilhas existentes, Garvin e uma equipe internacional de pesquisadores monitoram as mudanças lá. A equipe usou uma combinação de observações de satélite e levantamentos geofísicos baseados na superfície para rastrear a evolução do pedaço da Terra em rápida mudança.

Os mapas digitais de elevação acima e abaixo mostram as mudanças dramáticas em Hunga Tonga-Hunga Ha'apai, a parte mais alta de um grande vulcão submarino. Ele se eleva a 1,8 km (1,1 milhas) do fundo do mar, se estende por 20 km (12 milhas) de diâmetro e é encimado por uma caldeira submarina de 5 km de diâmetro. A ilha faz parte da borda da Hunga Caldera e foi a única parte do edifício que ficou acima da água.

Agora toda a nova terra se foi, junto com grandes pedaços das duas ilhas mais antigas.

“Esta é uma estimativa preliminar, mas achamos que a quantidade de energia liberada pela erupção foi equivalente a algo entre 4 a 18 megatons de TNT”, disse Garvin, cientista-chefe do Goddard Space Flight Center da NASA. “Esse número é baseado em quanto foi removido, quão resistente era a rocha e quão alta a nuvem de erupção foi lançada na atmosfera em uma variedade de velocidades”. A explosão liberou centenas de vezes a energia mecânica equivalente à explosão nuclear de Hiroshima. Para comparação, os cientistas estimam que o Monte Santa Helena explodiu em 1980 com 24 megatons e Krakatoa explodiu em 1883 com 200 megatons de energia.

Garvin e o colega da NASA Dan Slayback trabalharam com vários pesquisadores para desenvolver mapas detalhados de Hunga Tonga-Hunga Ha'apai acima e abaixo da linha de água. Eles usaram radar de alta resolução da missão RADARSAT Constellation da Agência Espacial Canadense, observações ópticas da empresa comercial de satélites Maxar e altimetria da missão ICESat-2 da NASA. Eles também usaram dados de batimetria baseados em sonar coletados pelo Schmidt Ocean Institute, em parceria com a NASA e a Universidade de Columbia.

Nos últimos seis anos, pesquisadores da NASA, Columbia, Tongan Geological Service e Sea Education Association trabalharam juntos para determinar como o terreno jovem estava erodindo devido à agitação contínua das ondas e ocasionais ataques de ciclones tropicais. Eles também notaram como a vida selvagem – vários tipos de arbustos, gramíneas, insetos e pássaros – havia se mudado dos exuberantes ecossistemas de Hunga Tonga e Hunga Ha'apai e colonizado as paisagens mais áridas das terras mais novas.

As coisas mudaram drasticamente em janeiro. Nas primeiras semanas de 2022, a atividade vulcânica parecia bastante típica, com pequenas explosões intermitentes de tefra, cinzas, vapor e outros gases vulcânicos, à medida que o magma e a água do mar interagiam em uma abertura perto do meio da ilha. As erupções surtseianas em curso estavam remodelando a paisagem e ampliando a ilha, adicionando novos depósitos de cinzas e tufos ao crescente cone vulcânico.

“No início de janeiro, nossos dados mostraram que a ilha havia se expandido em cerca de 60% em comparação com antes do início da atividade de dezembro”, disse Garvin. “Toda a ilha estava completamente coberta por um décimo de quilômetro cúbico de cinzas novas. Tudo isso foi bastante normal, comportamento esperado e muito empolgante para nossa equipe.”

Mas em 13 e 14 de janeiro, um conjunto extraordinariamente poderoso de explosões enviou cinzas para a estratosfera. Em seguida, explosões em 15 de janeiro lançaram material de até 40 quilômetros (25 milhas) de altitude e possivelmente até 50 quilômetros, cobrindo ilhas próximas com cinzas e provocando ondas de tsunami destrutivas. Um astronauta a bordo da Estação Espacial Internacional tirou esta foto de cinzas sobre o Pacífico Sul.

A maioria das erupções do estilo Surtseyan envolve uma quantidade relativamente pequena de água que entra em contato com o magma. “Se há apenas um pouco de água escorrendo no magma, é como água batendo em uma frigideira quente. Você tem um flash de vapor e a água queima rapidamente”, explicou Garvin. “O que aconteceu no dia 15 foi muito diferente. Não sabemos por quê - porque não temos sismógrafos em Hunga Tonga-Hunga Ha'apai - mas algo deve ter enfraquecido a rocha dura na fundação e causado um colapso parcial da borda norte da caldeira. Pense nisso como o fundo da panela caindo, permitindo que grandes quantidades de água entrem em uma câmara de magma subterrânea a uma temperatura muito alta.”

A temperatura ou magma geralmente excede 1000 graus Celsius; a água do mar está mais próxima de 20°C. A mistura dos dois pode ser incrivelmente explosiva, particularmente no espaço confinado de uma câmara de magma. “Esta não foi a erupção padrão de Surtseyan por causa da grande quantidade de água que teve que estar envolvida”, disse Garvin. “Na verdade, alguns dos meus colegas em Vulcanologia acham que esse tipo de evento merece uma designação própria. Por enquanto, estamos chamando não oficialmente de uma erupção 'ultra Surtseyan'”.

Para um geólogo como Garvin, observar o nascimento e a evolução de uma “ilha Surtseyan” como esta é fascinante, em parte porque não existem muitos outros exemplos modernos. Além de Surtsey - que se formou perto da Islândia em 1963 a 1967 e ainda existe mais de meio século depois - a maioria das novas ilhas Surtsey são erodidas em poucos meses ou anos.

O que também interessa a Garvin sobre essas ilhas é o que elas podem nos ensinar sobre Marte. “Pequenas ilhas vulcânicas, feitas recentemente, evoluindo rapidamente, são janelas no papel das águas superficiais em Marte e como elas podem ter afetado pequenas formas vulcânicas semelhantes”, disse ele. “Na verdade, vemos campos de características semelhantes em Marte em várias regiões.”

*Nota do editor: Esta história foi atualizada em 19 de janeiro de 2022, para adicionar mais contexto e citações de cientistas que estudam o vulcão.*

Uma poderosa erupção vulcânica destruiu uma pequena e desabitada ilha do Pacífico Sul conhecida como Hunga Tonga-Hunga Ha'apai. As avaliações de danos ainda estão em andamento, mas relatórios preliminares indicam que algumas comunidades na nação insular de Tonga foram severamente danificadas por cinzas vulcânicas e ondas significativas de tsunami.

O vulcão entrou em erupção esporadicamente várias vezes desde 2009. A atividade mais recente começou no final de dezembro de 2021, quando uma série de erupções surtseianas construíram e remodelaram a ilha, enquanto enviavam rajadas de tefra e gases vulcânicos expelidos da abertura. Explosões relativamente poderosas sacudiram Hunga Tonga-Hunga Ha'apai em 13 de janeiro , mas foi uma série de explosões ainda mais intensa no início de 15 de janeiro que gerou ondas de choque atmosférico, estrondos sônicos e ondas de tsunami que viajaram pelo mundo.

Vários satélites de observação da Terra coletaram dados durante e após a erupção. Cientistas afiliados ao programa de desastres da NASA agora estão coletando imagens e dados e os compartilham com colegas de todo o mundo, incluindo agências de resposta a desastres.

O poder absoluto da erupção foi rapidamente aparente em imagens de satélite. Como mostrado na animação acima, uma vasta pluma de material criou o que os vulcanologistas chamam de nuvem guarda-chuva com ondas de choque em forma de crescente e um grande número de relâmpagos.

“A nuvem guarda-chuva tinha cerca de 500 quilômetros (300 milhas) de diâmetro em sua extensão máxima”, disse Simon Carn, vulcanólogo da Michigan Tech. “Isso é comparável ao Pinatubo e um dos maiores da era dos satélites. No entanto, o envolvimento da água na erupção de Tonga pode ter aumentado a explosividade em comparação com uma erupção puramente magmática como Pinatubo.”

O Satélite Ambiental Operacional Geoestacionário 17 da NOAA (GOES-17) capturou as imagens para a animação acima. As imagens em cores naturais do Advanced Baseline Imager do satélite foram adquiridas entre 17h e 20h, horário local (04h00 às 07h00, horário universal), enquanto a pluma vulcânica se expandia para cima e para fora sobre o Pacífico Sul. (A NASA constrói e lança a série de satélites GOES para a NOAA.)

A segunda imagem, baseada em dados coletados em 16 de janeiro pela missão Cloud-Aerosol Lidar and Infrared Pathfinder Satellite Observations (CALIPSO), mostra o material da erupção subindo a uma altitude de 31 quilômetros (19 milhas). Outros dados do CALIPSO coletados em 15 de janeiro indicam que uma pequena quantidade de cinzas e gás pode ter chegado a 39,7 quilômetros (24,7 milhas).

“Esta é de longe a mais alta pluma vulcânica que já medimos com o CALIPSO”, disse Jason Tackett, pesquisador do Langley Research Center da NASA. O CALIPSO foi lançado em 2006 pela NASA e pelo Centro Nacional de Estudos Espaciais da França (CNES).

A erupção foi poderosa o suficiente para injetar material vulcânico na estratosfera, que geralmente começa acima de 15 quilômetros (9 milhas) nesta parte do mundo. Os cientistas observam atentamente quando os materiais vulcânicos atingem essa camada relativamente seca da atmosfera porque as partículas permanecem muito mais tempo e viajam muito mais longe do que se permanecessem na troposfera mais baixa e úmida. Se suficiente material vulcânico atingir a estratosfera, pode começar a exercer uma influência de resfriamento nas temperaturas globais.

Apesar da altura extrema da pluma de 15 de janeiro, os cientistas não esperam que tenha muito impacto no clima. Observações de satélite indicam que a erupção injetou cerca de 0,4 teragramas de dióxido de enxofre na atmosfera superior, mas o limite para impactos climáticos é de cerca de 5 teragramas. “Não é diferente de uma dúzia de outras erupções que ocorreram nos últimos 20 anos em termos de prováveis ​​impactos no clima”, explicou Brian Toon, cientista atmosférico da Universidade do Colorado. “É possível que os impactos sejam observáveis ​​em dados muito estudados (quando os efeitos de La Niña e El Niño forem removidos), mas os impactos serão pequenos demais para serem sentidos pela pessoa média.”

Por que essa erupção foi tão violenta ainda não está claro. “Com algo tão explosivo, é tipicamente uma consequência de um grande volume de água do mar entrar em contato com um grande reservatório de magma em um ambiente geológico confinado”, explicou Daniel Slayback, um cientista da NASA que visitou Hunga Tonga-Hunga Ha'apai em 2019 para estudar como a erosão estava afetando as partes mais jovens da ilha. Compreender os processos de erosão em torno de características vulcânicas na Terra fornece informações sobre como os processos relacionados podem ter ocorrido em outras partes do sistema solar, incluindo Marte.

Imagens preliminares de satélites comerciais e radares europeus e canadenses sugerem que pouco de Hunga Tonga-Hunga Ha'apai ainda está acima da linha de água. A ilha vulcânica surgiu pela primeira vez do mar em janeiro de 2015. A atividade eruptiva acumulou cinzas em torno de um novo cone vulcânico e conectou as ilhas mais antigas e baseadas em lava de Hunga Tonga e Hunga Ha'apai para criar Hunga Tonga-Hunga Ha'apai.

Os sinais do recente desaparecimento da ilha foram fáceis para os satélites detectarem nos mares. O trio de imagens em cores naturais acima mostra como sedimentos, cinzas, pedra-pomes e possivelmente emissões contínuas do vulcão descoloraram a água nos dias após o evento. As imagens foram adquiridas pelo Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) no satélite Aqua da NASA .

O registro geológico sugere que Hunga Tonga pode ter produzido grandes erupções explosivas como esta no passado. “Eu só não esperava ver um acontecer tão cedo”, disse Slayback. “Era uma bela pequena ilha com um próspero ecossistema de gramíneas, pássaros tropicais e outros animais selvagens.”

## Galeria de Fotos

A melhor imagem do vulcão de Tonga na internet, ela foi escolhida para ser a foto de destaque dessa página.As pequenas ilhas de Hunga Tonga (superior direito) e Hunga Ha'apai (esquerda) são os picos de um grande monte submarino localizado a cerca de 30 km SSE da Ilha do Falcão. As duas ilhas têm cerca de 2 km de comprimento. Eles têm falésias voltadas para dentro que representam os remanescentes W e N da borda de uma caldeira em grande parte submarina situada a E e S das ilhas. Um cardume é visível 3,2 km a SE de Hunga Ha'apai e 3 km ao sul de Hunga Tonga e marca o respiradouro historicamente ativo mais proeminente.Uma pluma de cinzas sendo emitida da cratera do vulcão.
## Curiosidades

* O vulcão é um Semi-Supervulcão, porque seus efeitos atingiram o mundo todo e o espaço, mas não foi tão catastrófico quanto a erupção de um, tendo a proximidade de um supervulcão entre 0,1%.
* O nome do vulcão em tradução literal significa "as pessoas do sul que são fracas".