Tecnología verde para saber cuándo entrará en erupción un volcán

Investigadores alemanes e italianos han ideado un nuevo método para determinar en qué punto se ubicará el respiradero de un volcán cuando éste entre en erupción, un dato difícil de obtener hasta ahora pero de importancia a la hora de poder proteger las poblaciones cercanas. Este sistema lo presentan en un estudio que se publica en la revista 'Science Advances'.

Después de abandonar la cámara subterránea, el magma se abre paso lateralmente al fracturar la roca, a veces durante decenas de kilómetros. Luego, cuando rompe la superficie de la Tierra, forma uno o más respiraderos por los que se derrama, a veces de forma explosiva. Es los que ocurrió, por ejemplo, en Bardarbunga en Islandia en agosto de 2014 y en Kilauea en Hawai en agosto de 2018.

Tecnología verde para saber cuándo entrará en erupción un volcán

Es un gran desafío para los vulcanólogos adivinar hacia dónde se dirige el magma y hacia dónde irá la superficie. Se dedica un gran esfuerzo a esta tarea, ya que podría ayudar a minimizar el riesgo de pueblos y ciudades en peligro de extinción.

Ahora, Eleonora Rivalta y su equipo del Centro de Investigación Alemán de Geociencias GFZ en Potsdam, junto con colegas de la Universidad Roma Tre y el Observatorio Vesubio del Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia italiano en Nápoles, han ideado un nuevo método para generar la ubicación del respiradero.

"Los métodos anteriores se basaban en las estadísticas de las ubicaciones de erupciones pasadas --apunta Eleonora Rivalta--. Nuestro método combina física y estadística: calculamos los caminos de menor resistencia para el magma ascendente y ajustamos el modelo en función de las estadísticas". Los investigadores probaron con éxito el nuevo enfoque con datos de la caldera Campi Flegrei en Italia, uno de los volcanes de mayor riesgo de la Tierra.

La mayoría de las veces que aparece la erupción de un volcán en la televisión o en Internet, el magma se dispara desde su cima, pero no es tan raro que brote desde el flanco del volcán en lugar de su cumbre.

Los respiraderos abiertos en el flanco de un volcán a menudo son utilizados por una sola erupción. Todos los volcanes pueden producir tales respiraderos de una sola vez, pero algunos hacen más que otros. Sus flancos están perforados por decenas de respiraderos cuya alineación marca los lugares donde las vías de magma subsuperficiales han cruzado la superficie de la Tierra.

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En las calderas, que son grandes huecos en forma de caldero que se forman poco después del vaciado de una cámara de magma en una erupción volcánica, los respiraderos también pueden abrirse por dentro y por el borde. Eso es porque carecen de una cumbre para enfocar las erupciones. "Las calderas a menudo parecen un césped cubierto de colinas", dice Rivalta.

La mayoría de los respiraderos en calderas solo se han usado una vez. La distribución espacial dispersa, a veces aparentemente aleatoria de ventilación espacial amenaza áreas amplias, presentando un desafío para los vulcanólogos que dibujan mapas de pronóstico para la ubicación de futuras erupciones. Estos mapas también son necesarios para pronósticos precisos de flujos de lava y piroclásticos o la expansión de penachos de cenizas.

Hasta ahora, los mapas de pronóstico de ventilación se han basado principalmente en la distribución espacial de respiraderos pasados: "Los vulcanólogos a menudo asumen que el volcán se comportará como lo hizo en el pasado --explica Eleonora Rivalta--. El problema es que a menudo solo unas pocas decenas de respiraderos son visibles en la superficie del volcán, ya que los episodios eruptivos más importantes tienden a cubrir o borrar patrones eruptivos pasados.

Por lo tanto, tan matemáticamente sofisticado como puede ser el procedimiento, los datos escasos conducen a mapas gruesos con grandes incertidumbres. Además, la dinámica de un volcán puede cambiar con el tiempo, por lo que las ubicaciones de ventilación cambiarán".

Es por eso que Rivalta, junto con un equipo de geólogos y estadísticos, utilizó la física de los volcanes para mejorar los pronósticos: "Empleamos la comprensión física más actualizada de cómo el magma fractura la roca para moverse bajo tierra y la combina con un procedimiento estadístico y conocimiento de la estructura e historia del volcán.

Ajustamos los parámetros del modelo físico hasta que coincidan con los patrones eruptivos anteriores Entonces, tenemos un modelo que funciona y podemos usarlo para pronosticar futuros lugares de erupción".

El nuevo enfoque se aplicó en el sur de Italia a Campi Flegrei, una caldera cercana a Nápoles, que tiene una población de casi un millón de habitantes. En la caldera de más de diez kilómetros de ancho, alrededor de ochenta respiraderos han alimentado erupciones explosivas en los últimos 15.000 años.

El enfoque funcionó bien en las pruebas retrospectivas, que pronostica correctamente la ubicación de los respiraderos que no se usaron para ajustar el modelo, informan los investigadores.

"La parte más difícil fue formular el método de una manera que funcione para todos los volcanes y no solo para uno, para generalizarlo --explica Rivalta--. Ahora realizaremos más pruebas. Si nuestro método funciona bien en otros volcanes también, puede ayudar a planificar el uso de la tierra en áreas volcánicas y pronosticar la ubicación de futuras erupciones con mayor certeza de lo que era posible".

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