Analizando volcanes para predecir su despertar

¿Qué causa una erupción? ¿Por qué algunos volcanes entran en erupción con regularidad mientras que otros permanecen inactivos durante miles de años? Un equipo de geólogos y geofísicos, dirigido por la Universidad de Ginebra (UNIGE) en Suiza, revisó la literatura sobre los mecanismos internos y externos que conducen a una erupción volcánica. Al analizar la termomecánica de los procesos volcánicos profundos y la propagación del magma a la superficie, junto con la química del magma, los geólogos han determinado que la mayoría del magma que se eleva desde las profundidades en realidad no causa una erupción volcánica. También muestran que los volcanes más antiguos tienden a producir erupciones menos frecuentes pero más grandes y más peligrosas. Sus hallazgos, publicados en La naturaleza revisa la tierra y el medio ambiente, ayudará a perfeccionar los modelos de procesos volcánicos para reducir el impacto de las erupciones volcánicas en más de 800 millones de personas que viven cerca de volcanes activos.

La actividad volcánica sigue siendo difícil de predecir, incluso cuando se monitorea de cerca. ¿Por qué el monte Fuji no explotó después del fuerte terremoto en Tohoku, Japón? ¿Por qué la erupción de Eyjafjallajökul generó una cantidad tan grande de ceniza volcánica? Para determinar las causas de las erupciones volcánicas, los geólogos y geofísicos liderados por Luca Caricchi, profesor del Departamento de Ciencias de la Tierra de la Facultad de Ciencias de la UNIGE, reemplazaron la literatura existente y analizaron todos los pasos que preceden a una erupción.

El camino del magma desde las profundidades de la Tierra.

El magma es roca fundida que proviene de decenas de kilómetros de profundidad y asciende a la superficie de la Tierra. «Durante su viaje, el magma puede quedar atrapado en reservorios dentro de la corteza terrestre, donde puede estancarse durante miles de años y potencialmente nunca entrar en erupción», explica Meredith Townsend, investigadora del Departamento de Ciencias de la Tierra de la Universidad de Oregón (EE. UU.). Especializado en modelos termomecánicos, el investigador estadounidense se centró en calcular la presión necesaria para que el magma rompa las rocas alrededor del yacimiento y ascienda a la superficie. Eleonora Rivalta, investigadora del Centro de Investigación en Geociencias de Potsdam (Alemania) y la Universidad de Bolonia (Italia), estudió la propagación del magma a medida que sube a la superficie: «Si se está agotando lo suficiente, es si no contiene muchos cristales, el magma puede subir muy rápidamente por una especie de fractura autopropulsada «, continúa. Si el magma cristaliza más del 50%, se vuelve demasiado viscoso y su marcha hacia la superficie se detiene. El magma también puede seguir diferentes, verticales caminos, horizontales o inclinados. Luca Caricchi es un experto en la química del magma, que proporciona información vital sobre el estado del magma antes de que ocurra una erupción volcánica. “La química del magma y los cristales que contiene proporcionan información vital sobre la secuencia de eventos que conducen a una erupción volcánica, lo cual es valioso para interpretar mejor las señales de monitoreo de volcanes activos y anticipar si podría ocurrir una erupción ”, explica Genevapes. basado en el buscador. Finalmente, Atsuko Namiki, investigador de la Escuela de Graduados de Estudios Ambientales de la Universidad de Nagoya (Japón), analizó los factores desencadenantes externos de una erupción, como terremotos, mareas o lluvias: «Ellos solos no pueden causar una erupción, el magma debe ser listo y esperando un disparador «.

“Para que ocurra una erupción, se deben cumplir varias condiciones simultáneamente. El magma con menos del 50% de cristales debe almacenarse en un reservorio ”, comienza Luca Caricchi. Entonces, este depósito debe estar súper presurizado. La sobrepresión puede ser el resultado de fenómenos internos, como una nueva inyección de magma o la expulsión de gases magmáticos, o puede alcanzar valores críticos debido a eventos externos como terremotos. Finalmente, una vez que la presión es suficiente para que el magma comience a subir, todavía existen muchos obstáculos que pueden evitar que el magma haga erupción.

La edad del volcán como criterio principal

Este análisis exhaustivo arroja luz sobre el comportamiento de los volcanes que pueden cambiar a lo largo de su vida. “Cuando un volcán recién comienza a activarse, su reservorio es bastante pequeño (unos pocos km3) y la corteza circundante es relativamente fría, lo que conduce a muchas erupciones frecuentes, pero pequeñas y muy predecibles”, explica Luca Caricchi. Es una historia diferente con los volcanes antiguos. “Su depósito es más grande y las rocas a su alrededor son más cálidas. Cuando se inyecta el nuevo magma, no genera mucha sobrepresión porque las rocas alrededor del reservorio se deforman y el crecimiento continúa ”, dice el geólogo. Como ejemplo, Mount St Helens (EE. UU.) Comenzó a hacer erupción hace 40.000 años (un lapso de tiempo según los estándares geológicos) y su última erupción en 2008 fue pequeña y no peligrosa. Por el contrario, Toba (Indonesia) comenzó a hacer erupción explosivamente hace unos 1,2 millones de años y su última erupción, hace 74.000 años, fue cataclísmica. Destruyó totalmente los alrededores y tuvo un impacto en el clima global.

Eventualmente, la acumulación de grandes cantidades de magma dará lugar a grandes erupciones. “Además, las señales de alerta son muy difíciles de detectar porque las altas temperaturas reducen la actividad sísmica y la interacción entre los gases y el magma modifica su composición, dificultando la comprensión de lo que sucede debajo”, dice. Cuanto mayor sea la tasa de entrada de magma, más rápido ‘envejece’ el volcán.

Conocer la edad del volcán, que se puede fechar analizando el circón en las rocas, permite a los geólogos comprender la etapa de vida de los volcanes. “Actualmente hay 1.500 volcanes activos y alrededor de 50 entran en erupción cada año. Saber si evacuar o no a la población es fundamental y esperamos que nuestro estudio contribuya a reducir el impacto de la actividad volcánica en nuestra sociedad ”, prosigue Luca Caricchi. «Esperamos que nuestros hallazgos se prueben en volcanes que se han estudiado extensamente, como los de Italia, Estados Unidos y Japón, y que se transfieran a otros volcanes para los que hay menos datos, como Indonesia o América del Sur».

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