Recientes han sido los análisis de información respecto al tsunami volcánico que afectó a gran parte de la cuenca del Pacífico, pero también a la totalidad de las costas globales, tras la erupción explosiva del volcán submarino Hunga Tonga-Hunga Ha'apai, ocurrida el sábado 15 de enero de este año.

Así, también lo evidencia el reciente artículo liderado por el docente e investigador del Instituto de Geografía, el Dr. (c) Matías Carvajal, sobre un levantamiento de casi un millar de registros de mareógrafos al respecto del evento, bajo el título de “Worldwide Signature of the 2022 Tonga Volcanic Tsunami”, publicado en la prestigiosa revista Geophysical Research Letters de la American Geophysical Union (AGU), donde junto a un equipo de investigadores desde Chile y Estados Unidos (ver ficha abajo), calcularon cuánto se demoró el tsunami en llegar a las distintas costas del mundo y qué tan grande fue en cada lugar.

Como un “evento tsunamigénico muy poco conocido, y por lo tanto, muy sorpresivo” es lo que describe el profesor Carvajal sobre este registro. Y según relata, la llegada de las primeras olas coincidió con el paso de una onda de presión atmosférica generada en la explosión volcánica, por lo que junto a su equipo demostró que la hipótesis de que el “primer tsunami”, observado en el mundo entero, fue generado por interacciones entre el aire y el mar.

Con dicha premisa, y luego de ver y analizar los registros en todo el mundo, “se da cuenta que la señal del tsunami registrada en cada lugar no se veía como un tren de olas generado por una única fuente, sino que parecía que estaba compuesto por dos o más trenes de olas más bien independientes entre sí. Lo primero que registraron los mareógrafos fue una serie de olas de unos 10 a 30 centímetros de altura. Hay dos cosas que son interesantes y sorpresivas de este primer paquete de olas. Uno, llegaron mucho antes de lo que se esperaba desde la teoría, y dos, se registraron no sólo en el Pacífico, sino también en todos los océanos del mundo. Pudimos concluir que este “primer tsunami” fue generado por una onda de presión atmosférica que dio la vuelta al mundo varias veces a una velocidad similar a la velocidad del sonido”, profundiza. Sin embargo, estas olas fueron de carácter pequeñas.

En cambio, las olas más grandes, según cuenta, llegaron entre 5 y 20 horas después, se concentraron en el Pacifico, y sus llegadas coinciden muy bien con la llegada teórica de olas propagándose desde el volcán. Esto sugiere que existió una segunda fuente generadora de tsunami, localizada en la zona del volcán. Una hipótesis que aún no se termina de establecer, y que, al tratarse de una segunda fuente, complejiza el análisis del evento.

Sobre lo mismo, es pertinente destacar que, en las costas del Pacífico, el desempeño del evento fue distinto que, en el resto de las costas del mundo, y por lo tanto, la fuente tuvo que ser más compleja de lo se pensaba inicialmente, evidencia el también investigador. “En el Pacífico, vimos olas chicas llegando mucho antes que las olas más grandes. Por ejemplo, en Chañaral, mientras las primeras olas, de 20 cm, llegaron 9 horas tras la erupción, la ola más grande, de 3.4 m, ocurrió 18 horas tras la erupción. Pero fuera del Pacífico sólo vimos esas "primeras" olas chicas”, extiende.

Aprender cuando ocurre algo

Para la ciencia, este tsunami ha significado corregir teorías y conocimiento sobre la complejidad de sus fuentes de orígenes, y antes de eso, de los procesos iniciales que se registran una vez que ocurre. “Todos los sistemas de alerta temprana de tsunamis -chilenos, estadounidenses, del pacífico- no sabían qué hacer, porque están acostumbrados a tsunamis generados por terremotos. O sea, ocurre un terremoto, y sabemos más o menos el tsunami que se va a generar, y por lo tanto, cuanto se va a demorar en llegar a las costas y qué tan grande va a ser en cada lugar. Pero en este caso, todo era nuevo. Y las olas de tsunamis, estaban llegando mucho antes a las costas, de lo que se supone, deberían llegar”, relata el profesor Carvajal.

Y es que, en vías de desarrollar el análisis, una vez ocurrido el tsunami, Matías y su equipo recurrieron a registros públicos de la UNESCO. Más específicamente, a 831 observaciones de mareógrafos costeros, disponibles públicamente a través de la Comisión Oceanográfica Intergubernamental del organismo, y que, con la aplicación de un algoritmo supervisado, seleccionó 589, en torno a parámetros de calidad de los datos expuestos, por ejemplo, descartando registros con brechas de datos grandes o datos potencialmente erróneos. 

A partir de esta selección, extrajeron las olas de tsunami a través de un procedimiento estadístico de señales automático, incluyendo, por ejemplo, el uso de filtros digitales. Posteriormente, calcularon tanto el tiempo de llegada como la altura de la primera y máxima ola registradas en cada lugar.

- ¿Cuáles son las contribuciones que realiza esta signature para el estado del arte de los tsunamis volcánicos?

- Lo que pasa es que los tsunamis volcánicos de esta envergadura, son muy poco frecuentes. El último que pareciera ser similar ocurrió en el siglo XIX, en 1883, en Indonesia. Eso da cuenta de que, en realidad, es un fenómeno muy poco frecuente. Para ese evento, existen algunos registros, pero obviamente muy pocos, porque estamos hablando de hace más de un siglo cuando había muy pocos instrumentos. Hoy día, en cambio, existe una gran cantidad de éstos, desplegados en todo el mundo y de distintos tipos. En este caso, el tsunami de Tonga fue registrado por cerca de mil estaciones del nivel del mar. Entonces, es la primera vez que podemos entender, gracias a estos registros, las características de un fenómeno como este, como por ejemplo su alcance a nivel mundial.

En realidad, hemos aprendido un montón, porque dado a que son tan poco frecuentes, conocemos muy poco, obviamente. Uno conoce algo, cuando ocurre algo. Y hasta antes de enero, se pensaba que las principales fuentes o mecanismos de generación del tsunami, asociados a una erupción volcánica, tenían que ver con procesos que pasaban ahí mismo en el volcán.

Por ejemplo, pensábamos que el colapso repentino de la caldera del volcán o la explosión submarina eran los principales mecanismos de generación de tsunamis volcánicos ya que ambos procesos son teóricamente capaces de desplazar grandes volúmenes de agua. La generación de ondas atmosféricas con capacidad tsunamigénica global se conocía, pero creo que se le daba mucho menos importancia. Lo “entretenido” de esta ciencia es que nunca dejamos de aprender. Este evento demostró, una vez más, que nuestro conocimiento respecto de la generación de tsunamis está lejos de ser completo. Por eso es importante que los que estudiamos este tipo de cosas seamos más humildes y aceptar que no las sabemos todas. Yo creo que sí podemos comunicar eso a las personas seguro mejoraríamos nuestra preparación.

El artículo “Worldwide Signature of the 2022 Tonga Volcanic Tsunami” fue publicado el 16 de marzo de 2022 en la Geophysical Research Letters de la American Geophysical Union (AGU), por los investigadores Matías Carvajal (Pontificia Universidad Católica de Valparaíso, Valparaíso, Chile), Ignacio Sepúlveda (San Diego State University, San Diego, United States), Alejandra Gubler (Centro de Investigación Para La Gestión Integrada del Riesgo de Desastres (CIGIDEN), Santiago, Chile) y René Garreaud (Universidad de Chile, Santiago, Chile; Centro de Investigación del Clima y la Resiliencia, CR2, Santiago, Chile).