Volcanes
Cómo se predicen las erupciones volcánicas en Islandia
Aprende cómo los científicos monitorizan y predicen las erupciones volcánicas en Islandia
Islandia es uno de los lugares geológicamente más activos del mundo. ¡Por eso Islandia es tan única y dinámica! Por ello, sin embargo, es importante que los científicos y los expertos gubernamentales puedan predecir con eficacia cuándo y dónde podría producirse una erupción volcánica.
Pero, ¿alguna vez te has preguntado cómo pueden predecir una erupción los vulcanólogos cuando todo parece invisible, ocurriendo bajo tierra hasta el momento en que la lava brota de la tierra? Aprende ahora qué tipos de datos se utilizan y a qué desafíos se enfrentan los expertos en riesgos naturales y los científicos de Islandia para predecir las erupciones volcánicas.
Vulcanólogos de la Universidad de Islandia se preparan para tomar medidas de la lava el primer día de la erupción de Meradalir en el sistema volcánico de Fagradalfjall, Reykjanes, Islandia, agosto de 2022. Foto de Jessiac Poteet.
Cómo se forman los volcanes en Islandia
Antes de que podamos entender los tipos de datos que recopilan los científicos que monitorizan los volcanes islandeses, necesitamos entender cómo se forman estos sistemas volcánicos (¡muy en términos generales, por supuesto!).
Saber cómo se forman nos ayuda a entender por qué los científicos están recopilando los datos que recopilan. Aquí tienes un breve resumen de cómo muchos volcanes islandeses comienzan su fase previa a la erupción:
El magma asciende desde las profundidades de la Tierra. En muchos volcanes islandeses, el magma comienza a acumularse bajo tierra durante años o meses antes de que llegue a producirse una erupción. Este magma rompe la roca existente a medida que asciende y se desplaza hacia afuera, desde lo más profundo de la corteza terrestre o del límite con el manto, y empieza a acumularse en el subsuelo.
El magma empieza a acumularse y a reunirse. Se irá acumulando en distintos tipos de zonas de almacenamiento de magma, como sills o cámaras magmáticas. Se trata de diferentes tipos de reservorios subterráneos que varían en tamaño, forma y tiempo de uso.
Aumenta el volumen de magma y aumenta la presión. La presión comenzará a acumularse a medida que aumenta el volumen de magma bajo tierra y empuja contra la roca madre. El terreno sobre la acumulación de magma comenzará a elevarse si se acumula suficiente magma.
El magma se inyecta en la corteza superficial. Cuando la presión y el volumen alcanzan un máximo (único para cada sistema), el magma se libera y se desplaza rápidamente hacia la superficie a través de chimeneas o respiraderos volcánicos de volcanes preexistentes, o por una red de diques y fracturas con fisuras volcánicas de nueva formación.
El magma entra en erupción y se convierte en lava. El magma se libera del suelo y entra en erupción en forma de (a) una erupción explosiva de lava, material expulsado y ceniza, como Eyjafjallajökull, o (b) una erupción efusiva de lava, como las erupciones actuales en Fagradalsfjall y Svartsengi.
Entonces, ¿por qué repasamos este proceso? Ahora ya conoces los pasos y momentos geológicos clave que los científicos y los expertos en riesgos naturales buscan mientras predicen qué sucederá después en la vida de un volcán. Están buscando acumulación, ascenso y erupción del magma.
Ahora que entendemos la secuencia básica de acontecimientos que lleva a una erupción volcánica (de nuevo, de forma muy general), ¡podemos pasar a hablar de los datos!
Ejemplos de tipos de datos que los científicos y los expertos en riesgos naturales utilizan para estudiar y predecir volcanes: (1A&B) Datos de terremotos, pero representados en un mapa (1A) y luego en el espacio 3D para mostrar la profundidad (1B); (2) un mapa elaborado a partir de dos pasadas del satélite InSAR sobre la península de Reykjanes, que muestra el levantamiento sobre la región de Svartsengi; (3) otro tipo de datos sísmicos (acústicos) que muestran las ondas sonoras de los terremotos que impactan en un receptor en tierra; (4) gráficos GPS del movimiento en Krýsuvík, que muestran movimiento en dirección norte-sur, este-oeste y arriba-abajo; y (5) datos de sondeos que muestran temperatura, presión, terremotos y litología (es decir, tipos de roca). Datos de la Oficina Meteorológica de Islandia (IMO) y del Journal of Geophysical Research, campo geotérmico de Krafla, 2026.
Datos que usan los expertos para predecir volcanes
Hay muchos tipos distintos de datos que los vulcanólogos y los expertos en riesgos naturales recopilan y estudian para ayudar a predecir una erupción, desde las profundidades de la Tierra hasta el espacio exterior. Resumamos estos tipos de datos y analicemos en detalle cómo ayudan a los científicos. Aquí tienes un breve resumen:
Datos sísmicos - monitorizan terremotos causados por el movimiento del magma y por la tensión o compresión en la corteza terrestre
Datos GPS - registran movimientos del terreno en tiempo real hacia arriba, hacia abajo o laterales en un punto concreto.
Datos InSAR - utilizan satélites para medir el desplazamiento del terreno a largo plazo y con alta resolución de una amplia zona
Datos de sondeos - utilizan diferencias de temperatura, inclinación, presión, química y dinámica de fluidos para monitorizar cambios en el subsuelo
Datos observacionales - aprovechan nuestros cinco sentidos para recopilar datos sobre cambios en el entorno local
Datos análogos - aportan datos del pasado y de otros sistemas volcánicos similares para ayudar a establecer paralelismos con los acontecimientos actuales
Como puedes ver, hay muchos tipos de datos a disposición de los científicos y los expertos en riesgos naturales para estudiar los sistemas volcánicos. Ahora, veamos cada uno de estos tipos de datos con más detalle.
Datos sísmicos
Estos datos acústicos registran vibraciones en la Tierra, lo que permite a los especialistas detectar terremotos y seguir cómo se mueven el esfuerzo y el magma dentro de un sistema volcánico. Los patrones de estas señales pueden revelar cuándo el magma se está acumulando, ascendiendo, fracturando la roca o presurizando el sistema. Los datos sísmicos suelen incluir la magnitud del seísmo, la profundidad del seísmo y la ubicación en la superficie directamente sobre el seísmo. Utilizando la estadística de muchos terremotos a lo largo del tiempo, los especialistas en sismicidad pueden empezar a reconstruir una imagen del movimiento y del esfuerzo en el subsuelo. Por ejemplo, ¿todos los terremotos de una zona se concentran a profundidades similares o están todos alineados en una línea a distintas profundidades? Eso podría marcar la diferencia entre la formación de un sill o de un dique.
Datos GPS
Mediante GPS y GNSS, que son receptores fijos terrestres anclados al suelo y que utilizan satélites para medir su posición con precisión milimétrica. Al seguir pequeños cambios a lo largo del tiempo, los científicos pueden detectar deformación del terreno en un punto concreto causada por el magma que se mueve bajo un sistema volcánico. El conjunto de datos de Islandia basado en satélites registra el movimiento lateral, como norte, sur, este u oeste, pero también el movimiento en el eje y, es decir, hacia arriba o hacia abajo. Por ejemplo, un movimiento ascendente podría indicar que el magma se está acumulando en el subsuelo, mientras que un movimiento descendente podría indicar que el magma se está vaciando de una cámara magmática y desplazándose a otro lugar.
Datos InSAR
Esto significa Radar de Apertura Sintética Interferométrico (¡prometemos que no habrá examen sobre esto!), y es un tipo importante de datos recopilados por satélite que mide el movimiento regional durante un periodo más largo. Muy en general, un tipo concreto de satélite sobrevuela una región, enviando radar sobre la superficie terrestre. Si puede hacerlo dos veces, en fechas distintas, los científicos pueden comparar las dos pasadas del satélite y producir un mapa regional del movimiento. Los mapas que se producen son muy coloridos y complicados de leer, pero las zonas con bandas de color amplias significan menos movimiento y las zonas con bandas de color más estrechas significan más movimiento o deformación del terreno.
Datos de sondeos
si hay sondeos perforados en la zona, los sensores y monitores colocados en el pozo miden toda una serie de tipos de datos, incluyendo temperatura, inclinación, presión, química de los gases, dinámica de fluidos e incluso sismicidad. Los aumentos de temperatura, los cambios de presión y el incremento de ciertos gases pueden ser avisos previos del movimiento del magma. Por ejemplo, en 2023, en la planta geotérmica de Svartsengi, el aumento de SO2 indicó que el magma estaba ascendiendo en el subsuelo y acercándose a la profundidad del sondeo. Y muchas de las estaciones de observación volcánica de aquí tienen medidores que registran la inclinación del terreno.
Datos observacionales
Este es un conjunto de datos comodín y no siempre es un conjunto de datos formal. Se trata simplemente de observaciones humanas sobre cambios locales y regionales que pueden alertarnos de una futura erupción volcánica. Algunas de las cosas más importantes que los expertos en riesgos naturales vigilan en Islandia incluyen las inundaciones glaciares cuando un sistema volcánico se calienta, el calentamiento del suministro de agua a medida que los pozos locales registran el aumento de la temperatura, o un aumento de la emanación de vapor del terreno o de la actividad geotérmica. Esto también puede incluir salir al terreno y realizar estudios con drones a distancia, y tomar medidas de nuevas fracturas, escarpes de falla y desplazamiento del terreno.
Datos análogos
Los científicos utilizan datos análogos de sistemas volcánicos similares, ya sea en Islandia o en el extranjero, para formular hipótesis sobre lo que significan sus datos y cuándo podría entrar en erupción el volcán en comparación con otros volcanes similares. Esto incluye examinar todos los datos anteriores de otros sistemas para ver si se pueden establecer paralelismos entre sistemas. Por ejemplo, con Svartsengi, los expertos locales están utilizando la cronología de la erupción y los datos del subsuelo de los incendios de Krafla y de Holuhraun para ayudar a estimar el tiempo entre erupciones individuales dentro de la serie de actividad volcánica.
Ejemplos de tipos de modelos y gráficos que los científicos y los expertos en riesgos naturales crean a partir de sus datos para predecir erupciones volcánicas: (1) un mapa de nuevas fracturas en la península de Reykjanes derivadas de cartografiado de campo in situ y datos InSAR; (2) un modelo de la tasa de entrada de magma en un sill del subsuelo bajo Svartsengi; (3) terremotos cartografiados por profundidad y tiempo, con la inquietud volcánica (movimiento del magma en el subsuelo, pero sin erupciones) representada. Datos del Bulletin of Volcanology y del Nordic Volcanological Center de la Universidad de Islandia, y de la Oficina Meteorológica de Islandia.
¿Cómo utilizan los científicos estos datos para predecir volcanes?
Tras recopilar estos datos, los científicos los utilizan en conjunto para crear una imagen completa de un sistema volcánico y de su estado actual. Suelen ser instantáneas siempre vigentes de un sistema, que evolucionan a medida que el magma se acumula, se desplaza y entra en erupción. Pueden utilizar gran parte de estos datos para crear un modelo del subsuelo y estimar los volúmenes de magma y las tasas de llenado de las cámaras o sills de magma subterráneos. Estos modelos pueden ser gráficos 2D de tiempo frente a volumen o tasa, mapas de superficie, dibujos en 3D de la propuesta de acumulación de magma en el subsuelo o representaciones 4D de la acumulación de magma a lo largo del tiempo.
Fiabilidad de los datos para predecir erupciones volcánicas
¿Son fiables estos datos? En su mayor parte, los datos recopilados para la predicción volcánica suelen ser fiables. Sin embargo, hay circunstancias conocidas que pueden afectar a la integridad de los datos.
La triangulación precisa de los datos sísmicos requiere una red densa de sensores.
El mal tiempo (algo totalmente demasiado común en Islandia) e incluso las tormentas geomagnéticas activas procedentes del Sol, que causan auroras (también comunes en Islandia), pueden afectar a los datos GPS.
Los datos InSAR solo pueden funcionar en tierra y si la región está libre de nieve y de nubes.
Así que hay muchos factores que pueden afectar a los datos y a su recogida, aunque los expertos suelen poder tenerlos en cuenta y hacer correcciones.
Por supuesto, aunque los propios datos pueden ser bastante fiables en conjunto, interpretar lo que significan siempre puede resultar complicado. No todos los enjambres sísmicos son un precursor de una erupción, y no todo campo de lava humeante significa que el magma esté cerca de la superficie. No existe una predicción del 100% cuando se trata de erupciones volcánicas, pero los científicos suelen poder señalar periodos de tiempo en los que es más probable que se produzca una erupción en la antesala de la misma. Y una vez que el magma llega a una profundidad suficientemente superficial, los científicos suelen disponer de entre 30 minutos y unas pocas horas para avisar al público de una erupción inminente.
La última palabra sobre la predicción de volcanes en Islandia
Ojalá esto te ayude a apreciar más la cantidad de datos que los expertos necesitan recopilar e interpretar, y a entender que predecir una erupción volcánica no es una tarea precisa y a prueba de fallos. Es difícil predecir algo que no podemos ver directamente con nuestros ojos. Pero, aunque predecir una erupción volcánica sea complejo y desafiante, ¡los científicos de Islandia se enfrentan a ello cada día!
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Este artículo está escrito por la geóloga Jessica Poteet. Escucha la entrevista con ella en el podcast de Lava Academy.
