Crédito: Game McGimsey, USGS.
Los nuevos métodos de investigación pueden conducir a predicciones más tempranas de erupciones volcánicas.
Introducción
Hay señales reveladoras de que es probable que un volcán entre en erupción en un futuro cercano. Por ejemplo un aumento en la actividad sísmica, cambios en las emisiones de gas y una deformación repentina del suelo. Sin embargo predecir con precisión tales erupciones es muy difícil.
Esto se debe, en parte, a que no hay dos volcanes que se comporten exactamente de la misma manera. Además, a que pocos de los 1.500 volcanes activos del mundo cuentan con sistemas de monitoreo. En las mejores circunstancias, los científicos pueden pronosticar con precisión la erupción de un volcán monitoreado varios días antes de que suceda. Pero, ¿y si lo supiéramos con meses o incluso años de antelación?
Utilizando datos satelitales, los científicos del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA y la Universidad de Alaska en Fairbanks han desarrollado un nuevo método. Este nos acerca a esa realidad. La investigación se publicó recientemente en Nature Geoscience.
Las emisiones de calor en grandes áreas alrededor de los volcanes
“La nueva metodología se basa en las emisiones de calor. Es decir, un aumento sutil pero significativo de las emisiones de calor en grandes áreas de un volcán en los años previos a su erupción”. Esto dijo el autor principal Társilo Girona, ex miembro del JPL y ahora de la Universidad de Alaska, Fairbanks. «Nos permite ver que un volcán se ha vuelto a despertar, a menudo mucho antes de que aparezcan los otros signos».
Los investigadores analizaron 16 años y medio de datos de calor radiante, para varios tipos de volcanes que entraron en erupción en las últimas dos décadas. Los datos fueron tomados por los espectrorradiómetros de imágenes de resolución moderada (MODIS), instrumentos a bordo de los satélites Terra y Aqua de la NASA. A pesar de las diferencias entre los volcanes, los resultados fueron uniformes. En los años previos a una erupción, la temperatura de la superficie radiante del volcán aumentó alrededor de 1ºC con respecto a su estado normal. Disminuyó después de cada erupción.
“No estamos hablando de puntos calientes aquí, sino más bien del calentamiento de grandes áreas de los volcanes”, dijo el coautor Paul Lundgren del JPL. «Por lo tanto, es probable que esté relacionado con procesos fundamentales que ocurren en las profundidades».
El mecanismo de calentamiento
En particular, los científicos creen que el aumento de calor puede resultar de la interacción entre los depósitos de magma y los sistemas hidrotermales. El magma (roca fundida debajo de la superficie de la Tierra) contiene gases y otros fluidos. Cuando asciende a través de un volcán, los gases se difunden a la superficie y pueden emitir calor. De manera similar, esta desgasificación puede facilitar el flujo ascendente de agua subterránea y la elevación del nivel freático, así como la circulación hidrotermal. Este último factor puede aumentar la temperatura del suelo. Pero los científicos dicen que otros procesos también pueden estar en juego. Esto se debe a que si bien su comprensión del comportamiento de los volcanes está mejorando, sigue siendo limitada.
“Los volcanes son como una caja de bombones mixtos. Pueden parecer similares, pero por dentro hay mucha variedad entre ellos y, a veces, incluso dentro del mismo”, dijo Lundgren. «Además de eso, solo unos pocos volcanes están bien monitoreados, y algunos de los volcanes más potencialmente peligrosos son los que erupcionan con menos frecuencia. Esto significa que no se puede confiar estrictamente en los registros históricos».
Combinando datos en el caso del volcán Domuyo
El nuevo método es significativo por sí solo. Pero puede proporcionar aún más información sobre el comportamiento de los volcanes cuando se combina con datos de modelos y otros satélites.
En un estudio publicado en Scientific Reports el verano pasado, Lundgren utilizó datos de radar de apertura sintética interferométrica (InSAR).Con ellos analizó la deformación a largo plazo en el volcán Domuyo de Argentina. En ese momento, los científicos no estaban seguros de si Domuyo era un volcán inactivo o extinto, o si era solo una montaña. La investigación de Lundgren lo aclaró rápidamente. De forma inesperada, detectó un período de inflación. Esto es cuando parte de un volcán se expande a medida que una nueva masa de magma se mueve hacia arriba y empuja la roca hacia fuera. Resulta que Domuyo es en gran medida un volcán, y uno activo.
Crédito: Adobe Stock/ Guillermo Cisneros.
A continuación, Lundgren comparó esta serie temporal de deformaciones con la serie temporal térmica que Társilo Girona creó para el volcán Domuyo. El objetivo de Lundgren era el siguiente. Determinar si los dos procesos, un aumento en la temperatura de la superficie radiante en grandes áreas del volcán y la deformación, estaban conectados.
“Descubrimos que la serie de tiempo térmica imitaba mucho la serie de tiempo de deformación pero con cierta separación de tiempo”, dijo Lundgren. «No está claro qué proceso es probable que ocurra primero. Pero al mostrar la correlación, podemos conectar los procesos a través de interpretaciones basadas en la física. Esto es simplemente mejor que confiar en lo que podemos observar en el subsuelo».
Aportes de la investigación
En otras palabras, la combinación de los conjuntos de datos proporciona pistas sobre lo que está sucediendo en las profundidades del volcán. Además muestra cómo los diversos procesos influyen e interactúan entre sí. Estos datos pueden mejorar la precisión de los modelos utilizados para pronosticar erupciones.
“Aunque la investigación no responde a todas las preguntas, abre la puerta a nuevos enfoques de teledetección, especialmente para volcanes distantes. Esos enfoques deberían brindarnos algunos conocimientos fundamentales sobre hipótesis en competencia. Concretamente, sobre cómo se comportan los volcanes en términos dinámicos generales en escalas de tiempo de unos pocos años a décadas”, agregó Lundgren.
Mirando hacia el futuro
En el futuro, los científicos probarán el método de series de tiempo del comportamiento térmico en más volcanes y continuarán afinando su precisión.
“Uno de los objetivos es tener algún día una herramienta que pueda usarse casi en tiempo real para verificar la actividad volcánica en áreas volcánicas”. Expresó Girona». «Incluso para pequeñas erupciones, hay evidencia de malestar térmico antes del inicio del evento de erupción. Entonces el nuevo método nos ayuda a acercarnos un poco más a ese objetivo.
Los datos ayudan a complementar las herramientas existentes utilizadas en los volcanes monitoreados. Pero también aumentan en gran medida el número de volcanes para los que se pueden poner a disposición datos que podrían salvar vidas.
“Tenemos dos grandes aportes. Uno es el nuevo método térmico que detecta cambios en la temperatura de la superficie alrededor de los volcanes. El otro, las mediciones de deformación de la superficie del suelo de InSAR. Su combinación ayuda a que los observatorios de volcanes de todo el mundo identifiquen qué volcanes tienen más probabilidades de erupcionar. También, qué volcanes deben instrumentarse para observaciones más cercanas»—dijo Lundgren. «Al usar datos satelitales, aumenta el alcance de lo que se puede monitorear de manera regular».
En cuanto al Domuyo, que alguna vez fue ignorado en gran medida, la historia aún está evolucionando. Es uno de varios volcanes que el gobierno argentino priorizó recientemente para ser equipados con un sistema de monitoreo.
Fuente: NASA Jet Propulsion Laboratory.
Artículo original: «NASA Satellites Detect Signs of Volcanic Unrest Years Before Eruptions«. Esprit Smith. April 13, 2021.
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- Eruption at La Soufrière. Kathryn Hansen. NASA Earth Observatory. April 14, 2021.
Ver también:
- St Vincent volcano: Ash rains down on Caribbean island. BBC. April 11, 2021.
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