I ricercatori riferiscono in un nuovo studio di aver documentato per la prima volta i rumori di tuoni vulcanici, un'impresa considerata quasi impossibile da molti vulcanologi.

I microfoni destinati a rilevare le eruzioni vulcaniche nelle isole Aleutine dell'Alaska hanno registrato i suoni del vulcano Bogoslof in eruzione per otto mesi da dicembre 2016 ad agosto 2017. I ricercatori che hanno analizzato le registrazioni hanno identificato diversi rumori di eruzioni dell'8 marzo e del 10 giugno come tuoni vulcanici, un fenomeno che, secondo gli autori dello studio, non è mai stato catturato prima nelle registrazioni audio.

Gli osservatori hanno descritto l'udito di tuoni vulcanici in passato, ma gli scienziati non sono stati in grado di districare i tuoni causati dai fulmini vulcanici dalla cacofonia di mantici e esplosioni che accompagnano un'eruzione esplosiva. Nel nuovo studio, i ricercatori hanno utilizzato microfoni su un'isola vicina e mappe di fulmini vulcanici per identificare i suoni del tuono.

"È qualcosa che le persone che sono state alle eruzioni hanno sicuramente visto e sentito prima, ma questa è la prima volta che l'abbiamo catturato definitivamente e l'abbiamo identificato nei dati scientifici, " ha detto Matt Haney, un sismologo presso l'Alaska Volcano Observatory di Anchorage e autore principale del nuovo studio accettato per la pubblicazione in Lettere di ricerca geofisica , una rivista dell'American Geophysical Union.

L'analisi del tuono vulcanico offre agli scienziati un nuovo modo di rilevare i fulmini vulcanici e potenzialmente un modo per stimare le dimensioni di un pennacchio di cenere, secondo Jeff Johnson, un geofisico della Boise State University che non era collegato al nuovo studio.

Haney e la sua squadra hanno scoperto che l'intensità del tuono corrispondeva all'intensità del fulmine, il che significa che i ricercatori potrebbero essere in grado di usare il tuono come proxy per i fulmini vulcanici, ha detto Johnson. L'intensità del fulmine in un pennacchio vulcanico può dire agli scienziati quanto è grande il pennacchio e quanto potrebbe essere pericoloso.

"Capire dove si verificano i fulmini nel pennacchio ci dice quanta cenere è stata eruttata, ed è qualcosa che è notoriamente difficile da misurare, " Johnson ha detto. "Quindi, se stai localizzando il tuono su una lunga area, potresti potenzialmente dire qualcosa su quanto sia esteso il pennacchio."

Monitoraggio delle eruzioni imminenti

Le eruzioni vulcaniche sono intrinsecamente rumorose:esplosioni di fumo, cenere e magma scuotono il terreno e creano forti scoppi e rimbombi che risuonano per chilometri. I fulmini sono comuni nei pennacchi vulcanici perché le particelle di cenere e ghiaccio raschiano e si scontrano tra loro e si elettrizzano. I ricercatori hanno ipotizzato che i fulmini vulcanici siano seguiti da tuoni, come durante i temporali, ma non erano ancora riusciti a strappare i tuoni ai rumori dell'eruzione stessa, e molti scienziati lo consideravano impossibile, secondo Haney.

Nel nuovo studio, gli scienziati hanno rilevato un tuono nel vulcano Bogoslof nelle isole Aleutine dell'Alaska, una catena di oltre 50 isole vulcaniche nell'Oceano Pacifico settentrionale.

I ricercatori monitorano costantemente le isole da lontano alla ricerca di segni di imminenti eruzioni. Usano sensori sismici per rilevare il movimento del suolo prima o durante un'eruzione, array di microfoni per rilevare i suoni di cenere che esplode verso il cielo e una rete globale di sensori di fulmini per rilevare i fulmini all'interno di un pennacchio di cenere. I temporali sono rari nelle isole Aleutine, quindi quando i sensori rilevano un fulmine, molto probabilmente significa che c'è un'eruzione in corso, Haney ha detto.

Bogoslof ha iniziato a eruttare a dicembre 2016 ed è scoppiato più di 60 volte fino ad agosto 2017. Molte delle eruzioni hanno prodotto imponenti nuvole di cenere per più di sei chilometri (20, 000 piedi) di altezza che hanno interrotto i viaggi aerei in tutta la regione.

Tuoni isolanti

Le eruzioni di Bogoslof dell'8 marzo e del 10 giugno hanno creato le condizioni ideali per osservare i tuoni vulcanici, Haney ha detto. Entrambe le eruzioni hanno generato immensi pennacchi di cenere che sono persistiti per diverse ore dopo la cessazione delle eruzioni. Senza il frastuono di un'eruzione in sottofondo, i ricercatori avevano maggiori possibilità di sentire i tuoni causati dai fulmini nel pennacchio.

I sensori di fulmini in tutto il mondo hanno rilevato colpi di fulmine nei pennacchi di cenere per diversi minuti dopo la fine di ogni eruzione. Nel nuovo studio, Haney e i suoi colleghi hanno confrontato i tempi e la posizione dei fulmini con i suoni registrati da un array di microfoni su un'isola vicina.

Hanno scoperto che i tempi e il volume dei suoni raccolti dai microfoni corrispondevano ai dati dei fulmini in un modo in cui solo i tuoni potevano.

L'8 marzo i microfoni hanno registrato almeno sei distinte raffiche di suoni che si sono verificate tre minuti dopo il picco dell'attività dei fulmini nel pennacchio. La tempistica delle esplosioni significa che erano quasi certamente tuoni causati dal fulmine:i microfoni erano a 60 chilometri (40 miglia) di distanza dal vulcano, quindi il suono avrebbe impiegato tre minuti per raggiungere i microfoni. Il fatto che il tuono sia stato raccolto così lontano significa anche che era piuttosto rumoroso, Haney ha detto.

Il 10 giugno, i microfoni hanno raccolto raffiche di suoni provenienti da una direzione leggermente diversa rispetto ai suoni dell'eruzione. La posizione dei lampi corrispondeva alle aree di picco dell'attività dei fulmini, secondo lo studio.

"Se le persone avessero osservato l'eruzione di persona, avrebbero sentito questo tuono, " Haney ha detto. "Mi aspetto che andando avanti, altri ricercatori saranno entusiasti e motivati ​​a guardare nei loro set di dati per vedere se possono captare il segnale del tuono".