200.000 kilatan petir – Letusan Hongga di Tonga menghasilkan petir terkuat yang pernah tercatat

Letusan menghasilkan 2.600 kilatan per menit dengan intensitas maksimum. Para ilmuwan menggunakan kilat untuk melihat ke dalam awan abu, dan menggali detail baru untuk garis waktu letusan.

• Letusan 15 Januari berlangsung setidaknya 11 jam, beberapa jam lebih lama dari yang diketahui sebelumnya
• Bulu petir menghasilkan kilatan ketinggian tertinggi yang pernah diukur, 20 hingga 30 kilometer (12 hingga 19 mil) di atas permukaan laut.
• “Gelombang” petir raksasa berdesir melintasi gumpalan vulkanik
• Data petir mengungkapkan fase letusan yang sebelumnya tidak diketahui, dan menginformasikan pemantauan bahaya vulkanik di masa depan

Letusan Gunung Api Hongga di Tonga pada 15 Januari 2022 terus memecahkan rekor. Menurut sebuah studi baru, letusan gunung berapi menciptakan badai petir “supercharged” yang menghasilkan petir paling kuat yang pernah tercatat. Para peneliti menemukan bahwa ada sekitar 200.000 kilatan petir di seluruh letusan, dengan puncak lebih dari 2.600 kilatan setiap menit.

Ketika gunung berapi bawah laut meletus di Samudra Pasifik Selatan, ia menghasilkan kolom abu, air, dan gas vulkanik setinggi setidaknya 58 kilometer (36 mil). Plume yang menjulang tinggi memberi para ilmuwan informasi yang berguna tentang ukuran letusan, tetapi juga mengaburkan lubang dari tampilan satelit, sehingga sulit untuk melacak perubahan letusan saat berlangsung.

Peta perkembangan kilat dan semburan vulkanik pada 15 Januari 2022, dengan waktu ditampilkan dalam UTC. Skala abu-abu memberikan ketinggian awan stereoskopis, titik biru menunjukkan kilatan petir yang terdeteksi oleh jaringan frekuensi radio terestrial selama beberapa menit berikutnya, dan skala ungu-kuning menunjukkan petir yang terdeteksi secara optik dari sensor GLM.

Mengacu pada bingkai dengan petir yang terdeteksi secara optik. Setidaknya empat episode petir berbeda terjadi dari 04:16 hingga 05:51, diikuti oleh satu episode terakhir dari 8:38 hingga 48:48. Putaran awal dan paling menonjol (terlihat pada empat bingkai pertama) berpusat di tepi depan gelombang gravitasi di dalam awan kanopi atas. Lingkaran merah muda menggambarkan cincin petir dalam dua bingkai, dan menunjukkan tingkat ekspansi (rata-rata) lebih dari 60 ms -1. Pergerakan kanopi atas ke arah barat mulai memperlihatkan awan tingkat rendah pada pukul 05:37. Poligon putus-putus putih menandai lokasi petir, menunjukkan gerakannya ke arah barat dengan awan kanopi stratosfer. Pulau-pulau lokal diuraikan dalam warna hitam. Kredit: Van Eaton dkk. (2023), Surat Penelitian Geofisika, doi: 10.1029/2022GL102341

Data petir beresolusi tinggi dari empat sumber terpisah–tidak pernah digunakan bersama sebelumnya–kini memungkinkan para ilmuwan untuk mengintip ke dalam gumpalan ini, mencari tahu fase baru dalam siklus hidup letusan dan mendapatkan wawasan tentang cuaca aneh yang ditimbulkannya.

“Letusan gunung berapi ini menciptakan badai petir yang belum pernah kita lihat sebelumnya,” kata Alexa Van Eaton, ahli vulkanologi USGS yang memimpin penelitian tersebut. “Temuan ini menunjukkan alat baru yang kita miliki untuk memantau gunung berapi dengan kecepatan cahaya dan membantu peran USGS dalam mengkomunikasikan peringatan bahaya abu ke pesawat.” Studi tersebut telah dipublikasikan diSurat Penelitian Geofisika

yang menerbitkan laporan singkat berdampak tinggi dengan implikasi langsung di semua ilmu bumi dan antariksa.

Van Eaton mengatakan badai berkembang karena pengusiran magma yang sangat aktif terjadi di lautan dangkal. Batuan cair menguapkan air laut, yang naik ke tulang belakang dan akhirnya membentuk tumbukan listrik antara abu vulkanik, air superdingin, dan hujan es. Badai petir yang sempurna.
https://www.youtube.com/watch?v=G1buT1qWLNk

Lebih dari 200.000 kilatan petir, ditunjukkan sebagai titik biru, terjadi selama letusan di Gunung Berapi Hongga di Tonga pada 15 Januari 2022. Analisis baru dari intensitas petir letusan mengungkapkan bahwa badai vulkanik adalah yang paling intens yang pernah tercatat dan memberikan informasi baru. wawasan tentang evolusi letusan. Kredit: Van Eaton dkk. (2023), Surat Penelitian Geofisika, doi: 10.1029/2022GL102341

Menggabungkan data dari sensor yang mengukur cahaya dan gelombang radio, para ilmuwan melacak kilatan petir dan memperkirakan ketinggiannya. Letusan menghasilkan lebih dari 192.000 kilatan (terdiri dari sekitar 500.000 impuls listrik), dengan puncak 2.615 kilatan per menit. Beberapa petir ini mencapai ketinggian yang belum pernah terjadi sebelumnya di atmosfer bumi, mulai dari ketinggian 20 hingga 30 kilometer (12 hingga 19 mil).

“Dengan letusan gunung berapi ini, kami menemukan bahwa semburan dapat menciptakan kondisi petir yang jauh dari badai petir di atmosfer yang kami amati sebelumnya,” kata Van Eaton. “Ternyata letusan gunung berapi dapat menciptakan petir yang lebih kuat daripada jenis badai lainnya di Bumi.”

Petir memberikan wawasan tidak hanya durasi letusan, tetapi juga perilakunya dari waktu ke waktu.

“Letusan berlangsung lebih lama dari satu atau dua jam yang awalnya diamati,” kata Van Eaton. Aktivitas 15 Januari menghasilkan gumpalan setidaknya selama 11 jam. Itu benar-benar hanya dengan melihat data sepintas yang dapat kami tarik keluar.”

Para peneliti melihat empat fase berbeda dari aktivitas gunung berapi, ditentukan oleh ketinggian bulu-bulu dan tingkat petir saat bertambah dan berkurang. Van Eaton mengatakan wawasan yang diperoleh dari menghubungkan intensitas petir dengan aktivitas gunung berapi dapat memberikan pemantauan yang lebih baik dan prediksi waktu nyata dari bahaya terkait penerbangan selama letusan gunung berapi besar, termasuk perkembangan dan pergerakan awan abu. Memperoleh informasi yang dapat dipercaya tentang semburan vulkanik pada awal letusan merupakan tantangan besar, terutama untuk gunung api bawah air yang lebih jauh. Memanfaatkan semua pengamatan jarak jauh yang tersedia, termasuk kilat, meningkatkan deteksi dini untuk menjaga pesawat dan orang-orang dari bahaya.

“Bukan hanya intensitas petir yang menarik kami,” kata Van Eaton. Dia dan rekan-rekannya dibuat bingung oleh cincin petir konsentris gunung berapi, yang mengembang dan menyusut seiring waktu. “Ukuran cincin petir ini telah mengejutkan kami. Kami belum pernah melihat yang seperti ini sebelumnya, dan tidak ada yang sebanding dalam badai meteorologi. Cincin petir tunggal telah diamati, tetapi tidak berlipat ganda, dan perbandingannya kecil.

Turbulensi ketinggian tinggi sekali lagi bertanggung jawab. Gumpalan itu memompa begitu banyak massa ke atmosfer bagian atas sehingga mengirimkan riak di awan vulkanik, seperti menjatuhkan kerikil ke dalam kolam. Petir tampaknya “menjelajahi” gelombang ini dan bergerak keluar dalam bentuk cincin selebar 250 kilometer.

Seolah-olah semua itu tidak cukup untuk membuat letusan ini luar biasa, ini adalah gaya vulkanisme yang dikenal sebagai phreatoplinian, yang terjadi ketika sejumlah besar magma meledak melalui air. Sebelumnya, gaya letusan ini hanya diketahui dari catatan geologis dan belum pernah diamati dengan instrumen modern. Letusan Heng mengubah semua itu.

“Rasanya seperti mengeluarkan dinosaurus dan melihatnya berjalan dengan empat kaki,” kata Van Eaton. “Agak menarik napasmu.” Referensi: “Lingkaran Petir dan Gelombang Gravitasi: Wawasan ke Plume Letusan Raksasa dari Gunung Berapi Hongga Tonga pada 15 Januari 2022” oleh Alexa R Van Eaton, Jeff Lapierre, dan Sonya A. Christopher Bedka dan Konstantin Khlopenkov, 20 Juni 2023, Tersedia di sini.Surat Penelitian Geofisika
.