In de uren na de uitbarsting van de Tonga-vulkaan ontstonden er aan de rand van de ruimte ongekend krachtige winden en ongebruikelijke elektrische stromen.

Dat de uitbarsting van de Tonga-vulkaan afgelopen januari explosief was, is bijna een understatement. De eruptie veroorzaakte onder andere een enorme schokgolf, die zelfs Nederland bereikte. Bovendien ontstonden er enorme aspluimen en tsunami’s en zonk een deel van het eilandje weg. Dit is nog niet eens alles geweest, zo toont nieuw onderzoek aan. Want de effecten van de uitbarsting zijn zelfs in de ruimte gevoeld.

Uitbarsting
Op 15 januari barstte een onderzeese vulkaan bij de eilandstaat Tonga in de Stille Oceaan met groot geweld uit. De uitbarsting van de Hunga Tonga-Hunga Ha’apai-vulkaan is de boeken in gegaan als de grootste vulkaanuitbarsting van de afgelopen dertig jaar. En dat is niet voor niets. Zoals gezegd duwde de onderwaterexplosie een gigantische, 480 kilometer brede aspluim de lucht in, die bijna 65 kilometer hoog reikte. Door de eruptie zonk zelfs het grootste deel van het eiland weg, dat sinds 2015 boven de golven lag. Daarnaast ontstonden er gevaarlijke tsunami’s die duizenden kilometers verder langs de kusten van Noord- en Zuid-Amerika mensen verwondden en doodden. Zelfs 10.000 kilometer verderop, in Alaska, werden uren na de uitbarsting nog knallen en rommelende geluiden gehoord.

Ionosfeer
Dit is echter nog niet alles. Want onderzoekers hebben ontdekt dat de uitbarsting van de Tonga-vulkaan zelfs in de ruimte voor reuring heeft gezorgd. Het team analyseerde gegevens van twee satellieten die rond de aarde cirkelen. En daaruit blijkt dat er in de uren na de uitbarsting krachtige winden en ongebruikelijke elektrische stromen in de ionosfeer ontstonden – het bovenste gedeelte van onze atmosfeer gelegen aan de rand van de ruimte.

De dampkring
Onze aardse dampkring is opgebouwd uit vier lagen, namelijk de troposfeer, stratosfeer, mesosfeer en de ionosfeer. De troposfeer is de onderste laag van de dampkring en bevat ongeveer 80 procent van de totale massa aan lucht. De meeste meteorologische verschijnselen vinden in dit deel van de atmosfeer plaats. Boven de troposfeer vinden we de stratosfeer. Hier bevindt zich de ozonlaag die het leven op aarde beschermt tegen ultraviolet zonlicht. Dan, op een hoogte van 50 kilometer, begint de mesosfeer. De temperatuur neemt in de mesosfeer af tot rond de -100 graden Celsius bij een hoogte van ongeveer 80 kilometer. In de mesosfeer komen onder andere de lichtende nachtwolken voor. Als laatste kent de dampkring de ionosfeer. Dit is de laag rond de aarde waar de deeltjes door straling van de zon worden geïoniseerd.

De gigantische vulkaanuitbarsting veroorzaakte grote drukverstoringen in de atmosfeer, wat leidde tot extreem harde winden. Deze wisten steeds hoger gelegen atmosferische lagen binnen te dringen. En hoe hoger deze winden kwamen, hoe harder ze woeien. Toen deze krachtige winden de ionosfeer bereikten en zelfs de rand van de ruimte aantikten, werden er ongekende windsnelheden van 725 kilometer per uur geklokt.

Elektrische stromen
In de ionosfeer hadden deze extreme winden bovendien invloed op elektrische stromen. Deeltjes in de ionosfeer vormen regelmatig een naar het oosten stromende elektrische stroom – de zogenoemde equatoriale elektrojet. Deze wordt aangedreven door winden in de lagere atmosfeer. Na de uitbarsting van de Tonga-vulkaan veranderde de equatoriale elektrojet dramatisch van richting, waarbij deze kortstondig naar het westen stroomde. “Het is heel verrassend dat de elektrojet werd omgekeerd door iets dat op het aardoppervlak plaatsvond,” zegt onderzoeker Joanne Wu. “Dit is iets dat we alleen eerder hebben gezien bij sterke geomagnetische stormen.”

De uitbarsting van de Tonga-vulkaan had vele verstrekkende gevolgen, zoals afgebeeld in deze illustratie. De effecten werden zelfs tot aan de ruimte gevoeld. Afbeelding: NASA’s Goddard Space Flight Center/Mary Pat Hrybyk-Keith

De resultaten uit de studie, gepubliceerd in het vakblad Geophysical Research Letters, bieden dus een verrassende kijk op hoe gebeurtenissen op aarde zelfs tot aan de ruimte reiken. De studie draagt dan ook bij aan het begrip van wetenschappers over hoe de ionosfeer kan worden beïnvloed.

“De vulkaan veroorzaakte één van de grootste verstoringen in de ruimte die we in de moderne tijd hebben gezien,” zegt onderzoeker Brian Harding. “Het stelt ons in staat de slecht begrepen verbinding tussen de lagere atmosfeer en de ruimte beter te doorgronden.”