¿Se pueden predecir las erupciones volcánicas?

A día de hoy, siempre que escuchamos alguna noticia sobre volcanes se debe a que estos han generado alguna catástrofe, o a que existe un peligro inminente por su erupción. El papel de los volcanes como una fuerza reguladora del clima o incluso de la superficie de nuestra Tierra, es algo que suele caer en el olvido. Sin embargo, los volcanes son una fuerza de la naturaleza que nos suele parecer cautivadora y de una belleza casi magnética. Tal vez debido al sentimiento de inferioridad que nos generan, o tal vez debido a la mirada hipnótica que nos suscita el fluir de la lava, estas estructuras geológicas nos maravillan y aterrorizan a partes iguales. Una cosa está clara, el enorme impacto cultural que generan los volcanes es innegable. En otro artículo ya analizamos el proceso de formación de los volcanes, pero en éste, trataremos de desvelar cuales son los métodos empleados por los geólogos y vulcanólogos para tratar de predecir las erupciones volcánicas. Estas técnicas y procesos han salvado la vida a muchos ciudadanos que habitan en las lindes de estas “montañas”. Pero antes de eso, veamos qué es realmente un volcán.

La percepción de la mayoría al hablar sobre volcanes se centra en una montaña de forma cónica, con un cráter en su centro por donde sale lava. Quizá debido a la omnipresencia del monte Fuji o el monte Kilimanjaro (ninguno de los dos es un monte) en el imaginario popular, esta sencilla concepción ha permeado profundamente en nuestras mentes. Pero lo cierto es que los volcanes muestran una diversidad morfológica muy variada, y muestran diferentes criterios de clasificación, como la composición de la lava que emiten, o el tipo de erupciones que son capaces de provocar. En primer lugar, debemos tener en cuenta que la actividad volcánica se va reduciendo conforme los planetas van madurando, al lógico ya que la energía interna de los planetas va disminuyendo. Sin embargo, los volcanes son estructuras que ya estaban cuando los organismos vivos aparecieron, y seguirán estando cuando ya no estemos. Pero, ¿qué es un volcán? Un volcán representa una fisura en la corteza terrestre a partir de la cual sale lava (roca fundida o magma que sale a la superficie), piroclastos (fragmentos sólidos de materia volcánica clasificado en función de su tamaño como ceniza, lapilli o bombas volcánicas) y diferentes gases. Esta fisura mostrará diferentes morfologías en función de la composición de la lava y el tipo de erupción. Por ejemplo, cuanto mayor sea el contenido en sílice de la lava, esta será más viscosa y generará erupciones más explosivas. Aunque creamos que la lava proviene del manto terrestre (la capa intermedia bajo la corteza), nada más lejos de la realidad, ya que el manto se encuentra en estado sólido. A pesar de las elevadas temperaturas y presiones de esta capa, el material presente se encuentra en estado sólido, pero con la capacidad de fluir durante grandes escalas temporales. Sin embargo, dentro de este manto terrestre se dan fenómenos de fusión parcial, donde la materia sólida comienza a fundirse para formar magma. Pero como su composición mineral es variada, (las temperaturas de fusión de cada mineral también serán distintas) el magma no está fundido por completo. De esta forma, el magma no estará en un estado líquido total, sino como una especie de puré con picatostes. La fusión parcial de la materia del manto, se puede generar a través de distintos procesos: un aumento de la temperatura, originado por ejemplo debido a la presencia de materiales radiactivos que emiten calor a través de sus desintegraciones. Debido a un descenso de la presión, originado por qué las rocas del manto, con mayor plasticidad, ascienden a profundidades más someras (fusión por descompresión). Y por último, al añadir compuestos volátiles como el agua que reducen la temperatura de fusión de las rocas. Una vez formado el magma, éste comienza a ascender (por la diferencia de densidades), pudiendo acumularse en determinadas regiones como la base de la corteza terrestre. Finalmente, las erupciones volcánicas estallan en función de varias causas, pero son 3 las principales: el empuje de los gases disueltos, como si de una bebida gaseosa agitada se tratase. Debido a la diferencia de densidades, como una burbuja dentro de una piscina. Y en último lugar, debido al desequilibrio químico generado al mezclar magmas de diferente composición, que aumenta el volumen de gases. Bien, ahora que hemos comprendido superficialmente que es un volcán, veamos como trabajan los caza volcanes.

Morfologías de los volcanes (Fuente: Heraldo de Aragón)

Las nuevas técnicas desarrolladas en las últimas décadas en geología, no solo permiten una descripción más detallada de los fenómenos en sí, sino que también permiten establecer diversos modelos basados en la física, en la química o en las matemáticas que se aproximan a la realidad que se da en la naturaleza. Aun así, esto no significa que todas las erupciones se pueden prever, ni que todos los pronósticos sean acertados. Tenemos que entender a los volcanes como enfermos que no se pueden comunicar sobre sus síntomas, por lo que será necesario monitorizar sus constantes vitales para ver como evolucionan. Una de las constantes más empleada a la hora de vigilar a nuestro particular paciente, es el estudio de los terremotos. Un terremoto no es más que la vibración del terreno generada por la liberación brusca de energía almacenada en las rocas. Aunque no todas las erupciones volcánicas vienen precedidas de actividad sísmica, en la mayoría de casos sí que lo hacen. Como estos terremotos son consecuencia del movimiento de fluidos (magma y gases) hacia zonas superiores, monitorear la profundidad de seísmos a lo largo del tiempo es un buen método de predicción. Si la actividad sísmica es cada vez menos profunda, eso nos puede indicar el ascenso del magma y la inminente erupción. Además, el monitoreo de los sismos, también nos permite observar lo acontecido en el exterior del volcán, como la caída de rocas o los deslizamientos de tierra. De hecho, uno de los términos más escuchados cuando hay una erupción en marcha, es el tremor volcánico, una señal sísmica que suele generarse por el movimiento del fluido en el interior del sistema volcánico, pero también por su salida a superficie.

Otra de las técnicas empleada para predecir las erupciones volcánicas, se basa en una tecnología que seguro que has empleado al hacer un viaje, el GPS. Cuando el magma comienza a ascender por el interior de la Tierra provoca un aumento de presión que va deformando el suelo hacia arriba. Estas deformaciones que representan un cambio en la altura de suelo (y al ascenso del magma) también son buenos predictores de erupciones volcánicas; por lo que si situamos una serie de antenas en diferentes puntos alrededor del volcán, podremos detectar estas variaciones de altura, y al mismo tiempo, predecir la erupción. Esto no solo permite observar las deformaciones del suelo que generan los volcanes visibles, sino que aquellos que se encuentran enterrados bajo glaciares, también podrán detectarse analizando el alzamiento del hielo. Es más, la liberación de gases a elevadas temperaturas que preceden a una erupción volcánica, también pueden ser detectadas, ya que funden estas capas de hielo. Del mismo modo que el GPS nos ayuda a detectar estas deformaciones, el empleo de satélites también nos podrá brindar esta misma información, con la ventaja de que nos permiten vigilar zonas remotas donde la instalación de antenas GPS es inviable. También podemos emplear inclinómetros que mide la inclinación del terreno de forma continua y con una gran precisión para detectar estos “hinchamientos” del terreno, pero vuelven a presentar la desventaja de los sistemas GPS.

Otra de las constantes que pueden predecir una erupción volcánica, son los gases que se emiten en estas zonas, antes, durante y después de la erupción. Los principales gases emitidos en una erupción, son el vapor del agua, el dióxido de azufre, el dióxido de carbono y los ácidos clorhídrico, sulfhídrico y clorhídrico, pero también emiten gases más inertes como el nitrógeno, el argón o el helio. Estos gases pueden escapar a través de los poros y las fisuras de las rocas, e incluso disueltos en las masas de agua cercanas. Conforme el magma va ascendiendo en su imparable viaje hacia el exterior, el volumen de estos gases aumenta, por lo que su medición será empleada como método de predicción. Sin embargo, en magmas poco fluidos, debido a su mayor viscosidad, es más difícil que los gases escapen, y si lo hacen, lo hacen mucho más tarde, cuando el magma está próximo a la superficie, perdiendo su carácter predictivo. Mediante el empleo de espectrógrafos (utilizan luz infrarroja o UV), podemos determinar qué especies de gases están siendo emitidas, y como el tamaño de estos aparatos es relativamente reducido, pueden ser transportados en vehículos para realizar mediciones continuas en grandes superficies. Incluso se pueden llevar en mochilas o drones cuando la superficie a estudiar es inaccesible para los vehículos. Sin embargo, como se trata de una técnica óptica, muestra ciertas limitaciones, ya que en días muy nublados o si la ceniza es muy abundante, las mediciones no serán tan precisas. Además, esta técnica no permite observar los isótopos (átomos del mismo elemento con diferente número de neutrones en su núcleo) que nos pueden ayudar a comprender la procedencia de los gases. Por ejemplo, el helio muestra diferentes isótopos que nos permiten determinar si provienen del magma, o ya estaban presentes en el aire. Para realizar este estudio isotópico, es necesario capturar el aire de las zonas con vulcanismo en botellas o bolsas, que posteriormente serán analizadas en el laboratorio.

Gracias al desarrollo de una técnica empleada para la búsqueda de cámaras secretas en la pirámide de Kefrén, los vulcanólogos disponen de un método para analizar la estructura interna de los volcanes, la muonografía. Se trata de una técnica muy similar a nuestras radiografías de rayos X, pero empleando una fuente de radiación natural, los muones, unas partículas generadas cuando los rayos cósmicos impactan con los átomos de nuestra atmósfera. Si pusiéramos una placa fotográfica al lado de un volcán, los muones lo atravesarían de forma diferencial. Es decir, las zonas con materiales más densos serían atravesadas por menos muones que las menos densas, como una radiografía convencional. De esta forma, podemos conocer la estructura interna del volcán, y saber si existen cámaras magmáticas próximas a la superficie, o lo que es lo mismo, podemos conocer si la erupción se originará pronto. Algo parecido se puede realizar empleando una gran cantidad de sismógrafos alrededor de un volcán, ya que analizando los datos provenientes de ellos, se puede determinar de una forma menos precisa la estructura tridimensional del volcán.

Estas técnicas no son más que algunas (las más empleadas) de las que disponen los vulcanólogos para estudiar y comprender la actividad volcánica; o lo que es más importante, para predecir las futuras erupciones volcánicas y así salvar miles o incluso millones de vidas. ¿Cuántas vidas se hubieran salvado si los habitantes de las cercanías del Tambora, el Krakatoa o el Vesubio hubiesen tenido estas técnicas?

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