Ondas gravitatorias generadas por el Volcán Cumbre Vieja de La Palma

El día 1 de octubre de 2021, el volcán de La Palma en Canarias nos dejó unas imágenes llamativas de ondas gravitatorias o de gravedad capturadas por satélite y observadas desde tierra

Imagen realzada del satélite Aqua del 1 de octubre de 2021: lava en naranja intenso, y con la presencia de nubes generadas por ondas gravitatorias concéntricas al volcán. NASA

En Física, las ondas de gravedad son oscilaciones generadas por la perturbación de un fluido sometido a la fuerza de gravedad como fuerza restauradora. Cuando se perturba un fluido bajo la acción de la gravedad y se lo aleja de su estado de equilibrio inicial el fluido responde mediante la formación de ondas que intentan llevar nuevamente el sistema al equilibrio.

Por ejemplo, las ondas se gravedad se generan en un estanque cuando tiramos verticalmente en la superficie del agua una piedra. En estas condiciones se generan ondas con centro en la caída de la piedra hacia afuera, que se van propagando por la superficie que separa a los dos fluidos, aire y agua, en condiciones estables. Lo mismo ocurre cuando una gota impacta en una superficie de un charco tranquilo, como se observa en esta animación de laboratorio.

Las ondas de gravedad se dan en la atmósfera y en los océanos de muchas maneras. A veces, son visibles porque se forman nubes en la cresta de la onda, frente a las zonas despejadas de sus valles. Las ondas gravitatorias son también visibles en la atmósfera cuando dos masas de aire de diferentes características en condiciones de estabilidad son excitadas desde fuera por fenómenos tormentosos lejanos. En algunos lugares pueden coincidir dos trenes de ondas de diferentes orígenes e interferir una con la otra, como se ven en esta ejemplo:

En determinadas ocasiones, estas ondas de gravedad atmosféricas no se ven a simple vista por el ser humano, bien porque no formen nubes o por que no las observemos con nuestros ojos. Por el contrario, algunos satélites detectan estas oscilaciones por excitar efectos luminosos muy tenues al ser humano pero no a los satélites. Entonces se generan ondas de gravedad con cierta luminosidad en las crestas frente las zonas oscuras de las zonas de valles en el sistema de ondas.

La situación del 1 de octubre de 2021 en La Palma: ondas de gravedad

Mientras el volcán de Cumbre Vieja expulsaba gases y material volcánico hacia la troposfera de forma notoria, algunos observadores en tierra analizaron la presencia de ondas gravitatorias en una zona cercana al volcán y que se extendían hacia afuera de la Isla durante el día. Pero no solo eso, días antes, el 28 de septiembre, ya se habían dado estas oscilaciones gravitatorias, como se observa en este tuit:

Ya el día 1 de octubre hubo más avistamientos y muy claros durante el día.

En otro tuit, el experto de AEMET en nubes, Rubén del Campo, @Rub_dc, apuntaba que: eran Altocumulus undultus originados por el aire cálido procedente de la erupción en La Palma: las emisiones del volcán alcanzan un estrato de aire estable y provoca las ondulaciones al perturbarlo, como cuando lanzamos una piedra a un estanque.

Estos hechos también fueron observados en las imágenes de satélite en diferentes canales y realces, tanto mejor cuanto mejor fuera la resolución espacio-temporal, como ocurre con los satélites Aqua y Terra de la NASA que pasaron por la zona en esos momentos del mediodía y horas posteriores.

Orígenes de las ondas gravitatorias

La causa de la presencia de estas ondas de gravedad hay que buscarlas en las condiciones de estabilidad, con inversión, vientos débiles-moderados en dichos niveles y presencia de una capa húmeda.

La irrupción del volcán desde niveles bajos actuó como una piedra que se lanza sobre una superficie que separa a dos fluidos de diferentes características en la troposfera, generando la perturbación oscilante en la vertical del volcán y propagándose hacia fuera de él con la gravedad como elemento restaurador. La presencia de humedad en niveles medios generó las nubes ondulatorias que se observan en los satélites en esos momentos.

Sondeos de Tenerife- Guimar

Se han usado los sondeos de 00 y 12 UTC del 1 de octubre de Tenerife-Guimar para remarcar los elementos atmosféricos señalados en el apartado anterior y que pudieron generar las ondas. La distancia entre La Palma y Tenerife es de unos 150 km, aproximadamente, lo que permite aproximar y comparar el entorno vertical de ambos lugares como representativos, ya que no había sistemas frontales u otra estructura que invalidara dicha aproximación.

Los sondeos muestran las dos zonas de la troposfera de diferentes características, separadas por una capa de estabilidad en niveles medios, humedad en el ambiente y débiles viento.

El entorno era potencialmente propicio para generar ondas de gravedad, a falta de la perturbación externa y puntual que actuara como elemento generador de la ondulación y estos fueron las corrientes ascendentes del volcán Cumbre Vieja.

Radiosondeo de 00 UTC del 1 de octubre 2021 y elementos señalados en el texto. La flecha marrón vertical muestra el impulso perturbador generado por las corrientes ascendentes del volcán. Universidad de Wyoming
Ídem que el caso anterior pero junto con el sondeo de 12 UTC para observar las variaciones. Universidad de Wyoming

Imágenes de satélites

Diferentes satélites y escenas se presentan en este apartado mostrando las ondas de gravedad del 1 de octubre de 2021:

Imagen en color natural del satélite Aqua de la NASA
Secuencia del canal HRVIS mostrando las ondas a las 09, 12, 15 y 18 UTC del 1 de octubre 2021 . Eumetrain

Hay que apuntar que las ondas del volcán de La Palma fueron bastante persistentes y claras.

Esta entrada se publicó en Reportajes en 02 Oct 2021 por Francisco Martín León