|
1
|
Abbrescia M, Avanzini C, Baldini L, Ferroli RB, Batignani G, Battaglieri M, Boi S, Bossini E, Carnesecchi F, Casula M, Cavazza D, Cicalò C, Cifarelli L, Coccetti F, Coccia E, Corvaglia A, Gruttola DD, Pasquale SD, Galante L, Garbini M, Gemme G, Gnesi I, Gramstad E, Grazzi S, Haland ES, Hatzifotiadou D, Rocca PL, Liu Z, Lombardo L, Mandaglio G, Margotti A, Maron G, Mazziotta MN, Mazzola M, Mulliri A, Nania R, Noferini F, Nozzoli F, Ould-Saada F, Palmonari F, Panareo M, Panetta MP, Paoletti R, Parvis M, Pellegrino C, Perasso L, Pinazza O, Pinto C, Pisano S, Riggi F, Righini G, Ripoli C, Rizzi M, Sartorelli G, Scapparone E, Schioppa M, Scioli G, Scribano A, Selvi M, Taiuti M, Terreni G, Trifirò A, Trimarchi M, Viola AP, Vistoli C, Votano L, Williams MCS, Zichichi A, Zuyeuski R. Observation of Rayleigh-Lamb waves generated by the 2022 Hunga-Tonga volcanic eruption with the POLA detectors at Ny-Ålesund. Sci Rep 2022; 12:19978. [PMID: 36404312 PMCID: PMC9676196 DOI: 10.1038/s41598-022-23984-2] [Citation(s) in RCA: 0] [Impact Index Per Article: 0] [Reference Citation Analysis] [Abstract] [Key Words] [Track Full Text] [Download PDF] [Figures] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 07/20/2022] [Accepted: 11/07/2022] [Indexed: 11/21/2022] Open
Abstract
The eruption of the Hunga-Tonga volcano in the South Pacific Ocean on January 15, 2022, at about 4:15 UTC, generated a violent explosion, which created atmospheric pressure disturbances in the form of Rayleigh-Lamb waves detected all over the globe. Here we discuss the observation of the Hunga-Tonga shock-wave performed at the Ny-Ålesund Research Station on the Spitsbergen island, by the detectors of the PolarquEEEst experiment and their ancillary sensors. Online pressure data as well as the results of dedicated offline analysis are presented and discussed in details. Results include wave arrival times, wave amplitude measurements and wave velocity calculation. We observed five passages of the shock wave with a significance larger than 3 [Formula: see text] and an amplitude up to 1 hPa. The average propagation velocity resulted to be (308 ± 0.6) m/s. Possible effects of the atmospheric pressure variation associated with the shock-wave multiple passages on the cosmic-ray rate at ground level are also investigated. We did not find any significant evidence of this effect.
Collapse
Affiliation(s)
- M. Abbrescia
- grid.4466.00000 0001 0578 5482Dipartimento di Fisica “M. Merlin” dell’Università e del Politecnico di Bari, Via Amendola 173, 70125 Bari, Italy ,grid.470190.bINFN, Sezione di Bari, via Orabona 4, 70126 Bari, Italy
| | - C. Avanzini
- grid.470216.6INFN, Sezione di Pisa, Largo Bruno Pontecorvo 3, 56127 Pisa, Italy ,grid.5395.a0000 0004 1757 3729Dipartimento di Fisica “E. Fermi”, Università di Pisa, Largo Bruno Pontecorvo 3, 56127 Pisa, Italy
| | - L. Baldini
- grid.470216.6INFN, Sezione di Pisa, Largo Bruno Pontecorvo 3, 56127 Pisa, Italy ,grid.5395.a0000 0004 1757 3729Dipartimento di Fisica “E. Fermi”, Università di Pisa, Largo Bruno Pontecorvo 3, 56127 Pisa, Italy
| | - R. Baldini Ferroli
- grid.463190.90000 0004 0648 0236INFN, Laboratori Nazionali di Frascati, Via Enrico Fermi 54, 00044 Frascati, RM Italy
| | - G. Batignani
- grid.470216.6INFN, Sezione di Pisa, Largo Bruno Pontecorvo 3, 56127 Pisa, Italy ,grid.5395.a0000 0004 1757 3729Dipartimento di Fisica “E. Fermi”, Università di Pisa, Largo Bruno Pontecorvo 3, 56127 Pisa, Italy
| | - M. Battaglieri
- grid.470205.4INFN, Sezione di Genova, Via Dodecaneso, 33, 16146 Genova, Italy
| | - S. Boi
- grid.7763.50000 0004 1755 3242Dipartimento di Fisica, Università di Cagliari, S.P. Monserrato-Sestu Km 0,700, 09042 Monserrato, CA Italy ,grid.470195.eINFN, Sezione di Cagliari, Complesso Universitario di Monserrato, S.P. per Sestu - Km 0,700, 09042 Monserrato, CA Italy
| | - E. Bossini
- grid.470216.6INFN, Sezione di Pisa, Largo Bruno Pontecorvo 3, 56127 Pisa, Italy ,grid.5395.a0000 0004 1757 3729Dipartimento di Fisica “E. Fermi”, Università di Pisa, Largo Bruno Pontecorvo 3, 56127 Pisa, Italy
| | - F. Carnesecchi
- grid.9132.90000 0001 2156 142XCERN, Esplanade des Particules 1, 1211 Geneva 23, Switzerland
| | - M. Casula
- Istituto di Scienze Polari - CNR sede di Venezia, Via Torino, 155, Venezia Mestre, VE Italy
| | - D. Cavazza
- grid.470193.80000 0004 8343 7610INFN, Sezione di Bologna, Viale Carlo Berti Pichat 6/2, 40127 Bologna, Italy
| | - C. Cicalò
- grid.470195.eINFN, Sezione di Cagliari, Complesso Universitario di Monserrato, S.P. per Sestu - Km 0,700, 09042 Monserrato, CA Italy
| | - L. Cifarelli
- grid.470193.80000 0004 8343 7610INFN, Sezione di Bologna, Viale Carlo Berti Pichat 6/2, 40127 Bologna, Italy ,grid.6292.f0000 0004 1757 1758Dipartimento di Fisica e Astronomia “A. Righi”, Università di Bologna, Viale Carlo Berti Pichat 6/2, 40127 Bologna, Italy
| | - F. Coccetti
- grid.449962.4Museo Storico della Fisica e Centro Studi e Ricerche “E. Fermi”, Via Panisperna 89/a, 00184 Rome, Italy
| | - E. Coccia
- grid.466750.60000 0004 6005 2566Gran Sasso Science Institute, Viale Francesco Crispi 7, 67100 L’Aquila, Italy
| | - A. Corvaglia
- grid.470680.d0000 0004 1761 7699INFN, Sezione di Lecce, Via per Arnesano, 73100 Lecce, Italy
| | - D. De Gruttola
- grid.11780.3f0000 0004 1937 0335Dipartimento di Fisica “E. R. Caianiello”, Università di Salerno, Via Giovanni Paolo II, 132, 84084 Fisciano, SA Italy ,grid.470211.10000 0004 8343 7696INFN, Gruppo Collegato di Salerno, Complesso Universitario di Monte S. Angelo ed. 6, Via Cintia, 80126 Naples, Italy
| | - S. De Pasquale
- grid.11780.3f0000 0004 1937 0335Dipartimento di Fisica “E. R. Caianiello”, Università di Salerno, Via Giovanni Paolo II, 132, 84084 Fisciano, SA Italy ,grid.470211.10000 0004 8343 7696INFN, Gruppo Collegato di Salerno, Complesso Universitario di Monte S. Angelo ed. 6, Via Cintia, 80126 Naples, Italy
| | - L. Galante
- grid.4800.c0000 0004 1937 0343Teaching and Language Lab (TLLab), Politecnico di Torino, Corso Duca degli Abruzzi 24, Turin, Italy
| | - M. Garbini
- grid.470193.80000 0004 8343 7610INFN, Sezione di Bologna, Viale Carlo Berti Pichat 6/2, 40127 Bologna, Italy ,grid.449962.4Museo Storico della Fisica e Centro Studi e Ricerche “E. Fermi”, Via Panisperna 89/a, 00184 Rome, Italy
| | - G. Gemme
- grid.470205.4INFN, Sezione di Genova, Via Dodecaneso, 33, 16146 Genova, Italy
| | - I. Gnesi
- grid.449962.4Museo Storico della Fisica e Centro Studi e Ricerche “E. Fermi”, Via Panisperna 89/a, 00184 Rome, Italy ,grid.6045.70000 0004 1757 5281INFN, Gruppo Collegato di Cosenza, Via Pietro Bucci, Rende, Cosenza Italy
| | - E. Gramstad
- grid.5510.10000 0004 1936 8921Physics Department, Oslo University, P.O. Box 1048, 0316 Oslo, Norway
| | - S. Grazzi
- grid.470205.4INFN, Sezione di Genova, Via Dodecaneso, 33, 16146 Genova, Italy ,grid.10438.3e0000 0001 2178 8421Dipartimento di Scienze Matematiche e Informatiche, Scienze Fisiche e Scienze della Terra, Università di Messina, Viale Ferdinando Stagno d’Alcontres 31, 98166 Messina, ME Italy
| | - E. S. Haland
- grid.5510.10000 0004 1936 8921Physics Department, Oslo University, P.O. Box 1048, 0316 Oslo, Norway
| | - D. Hatzifotiadou
- grid.9132.90000 0001 2156 142XCERN, Esplanade des Particules 1, 1211 Geneva 23, Switzerland ,grid.470193.80000 0004 8343 7610INFN, Sezione di Bologna, Viale Carlo Berti Pichat 6/2, 40127 Bologna, Italy
| | - P. La Rocca
- grid.8158.40000 0004 1757 1969Dipartimento di Fisica “E. Majorana”, Università degli Studi di Catania, Via S. Sofia 64, 95123 Catania, Italy ,grid.470198.30000 0004 1755 400XINFN, Sezione di Catania, Via S. Sofia 64, 95123 Catania, Italy
| | - Z. Liu
- grid.484737.bICSC World laboratory, Geneva, Switzerland
| | - L. Lombardo
- grid.4800.c0000 0004 1937 0343Dipartimento di Elettronica e Telecomunicazioni, Politecnico di Torino, corso Duca degli Abruzzi 24, Turin, Italy
| | - G. Mandaglio
- grid.10438.3e0000 0001 2178 8421Dipartimento di Scienze Matematiche e Informatiche, Scienze Fisiche e Scienze della Terra, Università di Messina, Viale Ferdinando Stagno d’Alcontres 31, 98166 Messina, ME Italy ,grid.470198.30000 0004 1755 400XINFN, Sezione di Catania, Via S. Sofia 64, 95123 Catania, Italy
| | - A. Margotti
- grid.470193.80000 0004 8343 7610INFN, Sezione di Bologna, Viale Carlo Berti Pichat 6/2, 40127 Bologna, Italy
| | - G. Maron
- grid.466875.e0000 0004 1757 5572INFN, Laboratori Nazionali di Legnaro, Viale dell’Università 2, 35020 Legnaro, Italy
| | - M. N. Mazziotta
- grid.470190.bINFN, Sezione di Bari, via Orabona 4, 70126 Bari, Italy
| | - M. Mazzola
- Istituto di Scienze Polari - CNR Area della ricerca di Bologna, Via Piero Gobetti 101, Bologna, Italy
| | - A. Mulliri
- grid.7763.50000 0004 1755 3242Dipartimento di Fisica, Università di Cagliari, S.P. Monserrato-Sestu Km 0,700, 09042 Monserrato, CA Italy ,grid.470195.eINFN, Sezione di Cagliari, Complesso Universitario di Monserrato, S.P. per Sestu - Km 0,700, 09042 Monserrato, CA Italy
| | - R. Nania
- grid.470193.80000 0004 8343 7610INFN, Sezione di Bologna, Viale Carlo Berti Pichat 6/2, 40127 Bologna, Italy
| | - F. Noferini
- grid.470193.80000 0004 8343 7610INFN, Sezione di Bologna, Viale Carlo Berti Pichat 6/2, 40127 Bologna, Italy
| | - F. Nozzoli
- grid.470224.7INFN Trento Institute for Fundamental Physics and Applications, Via Sommarive, 14, 38123 Povo, TN Italy
| | - F. Ould-Saada
- grid.5510.10000 0004 1936 8921Physics Department, Oslo University, P.O. Box 1048, 0316 Oslo, Norway
| | - F. Palmonari
- grid.470193.80000 0004 8343 7610INFN, Sezione di Bologna, Viale Carlo Berti Pichat 6/2, 40127 Bologna, Italy ,grid.6292.f0000 0004 1757 1758Dipartimento di Fisica e Astronomia “A. Righi”, Università di Bologna, Viale Carlo Berti Pichat 6/2, 40127 Bologna, Italy
| | - M. Panareo
- grid.470680.d0000 0004 1761 7699INFN, Sezione di Lecce, Via per Arnesano, 73100 Lecce, Italy ,grid.9906.60000 0001 2289 7785Dipartimento di Matematica e Fisica “E. De Giorgi”, Università del Salento, Via per Arnesano, 73100 Lecce, Italy
| | - M. P. Panetta
- grid.470680.d0000 0004 1761 7699INFN, Sezione di Lecce, Via per Arnesano, 73100 Lecce, Italy
| | - R. Paoletti
- grid.470216.6INFN, Sezione di Pisa, Largo Bruno Pontecorvo 3, 56127 Pisa, Italy ,grid.9024.f0000 0004 1757 4641Dipartimento di Scienze Fisiche, della Terra e dell’Ambiente, Università di Siena, Via Roma 56, 53100 Siena, Italy
| | - M. Parvis
- grid.4800.c0000 0004 1937 0343Dipartimento di Elettronica e Telecomunicazioni, Politecnico di Torino, corso Duca degli Abruzzi 24, Turin, Italy
| | - C. Pellegrino
- grid.470182.8INFN-CNAF, Viale Carlo Berti PIchat 6/2, 40127 Bologna, Italy
| | - L. Perasso
- grid.470205.4INFN, Sezione di Genova, Via Dodecaneso, 33, 16146 Genova, Italy
| | - O. Pinazza
- grid.470193.80000 0004 8343 7610INFN, Sezione di Bologna, Viale Carlo Berti Pichat 6/2, 40127 Bologna, Italy
| | - C. Pinto
- grid.6936.a0000000123222966Physik Department, Technische Universitat Munchen, James-Franck-Straße 1, 85748 Garching bei München, Germany
| | - S. Pisano
- grid.463190.90000 0004 0648 0236INFN, Laboratori Nazionali di Frascati, Via Enrico Fermi 54, 00044 Frascati, RM Italy ,grid.449962.4Museo Storico della Fisica e Centro Studi e Ricerche “E. Fermi”, Via Panisperna 89/a, 00184 Rome, Italy
| | - F. Riggi
- grid.8158.40000 0004 1757 1969Dipartimento di Fisica “E. Majorana”, Università degli Studi di Catania, Via S. Sofia 64, 95123 Catania, Italy ,grid.470198.30000 0004 1755 400XINFN, Sezione di Catania, Via S. Sofia 64, 95123 Catania, Italy
| | - G. Righini
- grid.466837.80000 0004 0371 4199CNR Istituto di Fisica Applicata “Nello Carrara”, Via Madonna del Piano 10, 50019 Sesto Fiorentino, FI Italy
| | - C. Ripoli
- grid.11780.3f0000 0004 1937 0335Dipartimento di Fisica “E. R. Caianiello”, Università di Salerno, Via Giovanni Paolo II, 132, 84084 Fisciano, SA Italy ,grid.470211.10000 0004 8343 7696INFN, Gruppo Collegato di Salerno, Complesso Universitario di Monte S. Angelo ed. 6, Via Cintia, 80126 Naples, Italy
| | - M. Rizzi
- grid.470190.bINFN, Sezione di Bari, via Orabona 4, 70126 Bari, Italy
| | - G. Sartorelli
- grid.470193.80000 0004 8343 7610INFN, Sezione di Bologna, Viale Carlo Berti Pichat 6/2, 40127 Bologna, Italy ,grid.6292.f0000 0004 1757 1758Dipartimento di Fisica e Astronomia “A. Righi”, Università di Bologna, Viale Carlo Berti Pichat 6/2, 40127 Bologna, Italy
| | - E. Scapparone
- grid.470193.80000 0004 8343 7610INFN, Sezione di Bologna, Viale Carlo Berti Pichat 6/2, 40127 Bologna, Italy
| | - M. Schioppa
- grid.6045.70000 0004 1757 5281INFN, Gruppo Collegato di Cosenza, Via Pietro Bucci, Rende, Cosenza Italy ,grid.7778.f0000 0004 1937 0319Dipartimento di Fisica, Università della Calabria, Via Pietro Bucci, Rende, CS Italy
| | - G. Scioli
- grid.470193.80000 0004 8343 7610INFN, Sezione di Bologna, Viale Carlo Berti Pichat 6/2, 40127 Bologna, Italy ,grid.6292.f0000 0004 1757 1758Dipartimento di Fisica e Astronomia “A. Righi”, Università di Bologna, Viale Carlo Berti Pichat 6/2, 40127 Bologna, Italy
| | - A. Scribano
- grid.470216.6INFN, Sezione di Pisa, Largo Bruno Pontecorvo 3, 56127 Pisa, Italy ,grid.9024.f0000 0004 1757 4641Dipartimento di Scienze Fisiche, della Terra e dell’Ambiente, Università di Siena, Via Roma 56, 53100 Siena, Italy
| | - M. Selvi
- grid.470193.80000 0004 8343 7610INFN, Sezione di Bologna, Viale Carlo Berti Pichat 6/2, 40127 Bologna, Italy
| | - M. Taiuti
- grid.470205.4INFN, Sezione di Genova, Via Dodecaneso, 33, 16146 Genova, Italy ,grid.5606.50000 0001 2151 3065Dipartimento di Fisica, Università di Genova, Via Dodecaneso, 33, 16146 Genova, Italy
| | - G. Terreni
- grid.470216.6INFN, Sezione di Pisa, Largo Bruno Pontecorvo 3, 56127 Pisa, Italy
| | - A. Trifirò
- grid.10438.3e0000 0001 2178 8421Dipartimento di Scienze Matematiche e Informatiche, Scienze Fisiche e Scienze della Terra, Università di Messina, Viale Ferdinando Stagno d’Alcontres 31, 98166 Messina, ME Italy ,grid.470198.30000 0004 1755 400XINFN, Sezione di Catania, Via S. Sofia 64, 95123 Catania, Italy
| | - M. Trimarchi
- grid.10438.3e0000 0001 2178 8421Dipartimento di Scienze Matematiche e Informatiche, Scienze Fisiche e Scienze della Terra, Università di Messina, Viale Ferdinando Stagno d’Alcontres 31, 98166 Messina, ME Italy ,grid.470198.30000 0004 1755 400XINFN, Sezione di Catania, Via S. Sofia 64, 95123 Catania, Italy
| | - A. P. Viola
- grid.5326.20000 0001 1940 4177Istituto di Scienze Polari - CNR Area della ricerca di Roma Tor Vergata, Via Fosso del Cavaliere 100, Rome, Italy
| | - C. Vistoli
- grid.470182.8INFN-CNAF, Viale Carlo Berti PIchat 6/2, 40127 Bologna, Italy
| | - L. Votano
- grid.466877.c0000 0001 2201 8832INFN, Laboratori Nazionali del Gran Sasso, Via G. Acitelli 22, 67100 Assergi, AQ Italy
| | - M. C. S. Williams
- grid.9132.90000 0001 2156 142XCERN, Esplanade des Particules 1, 1211 Geneva 23, Switzerland ,grid.484737.bICSC World laboratory, Geneva, Switzerland
| | - A. Zichichi
- grid.9132.90000 0001 2156 142XCERN, Esplanade des Particules 1, 1211 Geneva 23, Switzerland ,grid.470193.80000 0004 8343 7610INFN, Sezione di Bologna, Viale Carlo Berti Pichat 6/2, 40127 Bologna, Italy ,grid.6292.f0000 0004 1757 1758Dipartimento di Fisica e Astronomia “A. Righi”, Università di Bologna, Viale Carlo Berti Pichat 6/2, 40127 Bologna, Italy ,grid.449962.4Museo Storico della Fisica e Centro Studi e Ricerche “E. Fermi”, Via Panisperna 89/a, 00184 Rome, Italy ,grid.484737.bICSC World laboratory, Geneva, Switzerland
| | - R. Zuyeuski
- grid.9132.90000 0001 2156 142XCERN, Esplanade des Particules 1, 1211 Geneva 23, Switzerland ,grid.484737.bICSC World laboratory, Geneva, Switzerland
| |
Collapse
|