La récente éruption du volcan Hunga Tonga-Hunga Ha’apai aux Tonga, à 04:14:45 UT le 15 janvier, a récemment été confirmée comme ayant provoqué des perturbations globales massives et de grande envergure dans l’atmosphère terrestre.
À l’aide de données enregistrées par plus de 5 000 récepteurs au sol du système mondial de navigation par satellite (GNSS) situés dans le monde entier, les scientifiques de l’Observatoire Haystack du MIT et leurs partenaires internationaux de l’Université arctique de Norvège ont observé des preuves substantielles d’ondes atmosphériques générées par les éruptions et de leurs empreintes ionosphériques 300 kilomètres au-dessus de la surface de la Terre pendant une longue période. Ces ondes atmosphériques ont été actives pendant au moins quatre jours après l’éruption et ont fait trois fois le tour du globe. Les perturbations ionosphériques sont passées au-dessus des États-Unis six fois, d’abord d’ouest en est, puis en sens inverse.
Cet événement volcanique a été extraordinairement puissant, libérant une énergie équivalente à 1 000 bombes atomiques de la taille déployée en 1945. Les scientifiques savent que les éruptions volcaniques explosives et les tremblements de terre peuvent déclencher une série d’ondes de pression atmosphérique, y compris des ondes acoustiques, et qu’ils peuvent perturber la haute atmosphère à quelques centaines de kilomètres au-dessus de l’épicentre. Au-dessus de l’océan, ils peuvent déclencher des vagues de tsunami, et donc des perturbations dans la haute atmosphère. Les résultats de cette éruption des Tonga ont surpris cette équipe internationale, notamment par leur étendue géographique et leur durée de plusieurs jours. Ces découvertes suggèrent finalement de nouvelles façons dont les ondes atmosphériques et l’ionosphère globale sont connectées.
Une nouvelle étude rapportant les résultats, dirigée par des chercheurs du MIT Haystack Observatory et de l’Arctic University of Norway, a été publiée le 23 mars dans la revue à comité de lecture Frontières en astronomie et sciences spatiales.
Les auteurs pensent que les perturbations sont un effet des ondes de Lamb ; ces ondes, nommées d’après le mathématicien Horace Lamb, voyagent à la vitesse du son dans le monde entier sans grande réduction d’amplitude. Bien qu’elles soient principalement situées près de la surface de la Terre, ces ondes peuvent échanger de l’énergie avec l’ionosphère par des voies complexes. Comme indiqué dans le nouvel article, « les ondes de Lamb dominantes ont déjà été signalées comme des réponses atmosphériques à l’éruption du Krakatoa en 1883 et à d’autres géorisques. Cette étude fournit une première preuve substantielle de leurs empreintes de longue durée dans l’ionosphère mondiale ».
Haystack rassemble des observations du réseau GNSS mondial pour étudier quotidiennement des informations importantes sur le contenu total en électrons depuis 2000. L’observatoire partage ces données avec la communauté géospatiale internationale pour permettre des recherches innovantes sur une variété de frontières, allant des effets des tempêtes solaires aux basses atmosphères. forçant. Forme particulière de météo spatiale causée par les ondes ionosphériques, les perturbations ionosphériques itinérantes (TID) sont souvent excitées par des processus comprenant des apports soudains d’énergie du soleil, des conditions météorologiques terrestres et des perturbations d’origine humaine. Par exemple, les scientifiques de Haystack ont utilisé les observations TID pour fournir la première preuve que les éclipses solaires peuvent déclencher des ondes d’arc dans l’atmosphère terrestre.
L’auteur principal Shun-Rong Zhang déclare : « Seules les tempêtes solaires sévères sont connues pour produire une propagation globale du TID dans l’espace pendant plusieurs heures, voire plusieurs jours ; les éruptions volcaniques et les tremblements de terre ne produisent normalement des perturbations ionosphériques que sur des milliers de kilomètres. En détectant ces éruptions importantes -induit des perturbations ionosphériques dans l’espace sur de très grandes distances, nous avons constaté non seulement la génération d’ondes de Lamb et leur propagation globale sur plusieurs jours (souvent surveillées sous forme d’ondes sonores au sol pour le respect des traités d’interdiction complète des essais nucléaires) mais aussi une nouvelle physique fondamentale En fin de compte, les signaux atmosphériques de surface et inférieurs peuvent faire des éclaboussures bruyantes, même au plus profond de l’espace.
Au-delà de ces résultats, les scientifiques de Haystack poursuivent des études supplémentaires sur la génération d’effets météorologiques spatiaux graves par l’éruption des Tonga.
Shun-Rong Zhang et al, 2022 Éruption volcanique des Tonga Propagation mondiale induite des perturbations ionosphériques via les ondes d’agneau Frontières en astronomie et sciences spatiales (2022). DOI : 10.3389/fspas.2022.871275
Cette histoire est republiée avec l’aimable autorisation de MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), un site populaire qui couvre l’actualité de la recherche, de l’innovation et de l’enseignement au MIT.