Volcanes
Cómo se predicen las erupciones volcánicas en Islandia
Descubre cómo los científicos vigilan y predicen las erupciones volcánicas en Islandia
Islandia es uno de los lugares geológicamente más activos del mundo. ¡Por eso es un país tan único y dinámico! Sin embargo, debido a esto, es de vital importancia que los científicos y expertos del gobierno sean capaces de predecir con eficacia cuándo y dónde podría producirse una erupción volcánica.
Pero, ¿te has preguntado alguna vez cómo los vulcanólogos pueden predecir una erupción cuando todo parece invisible, sucediendo bajo tierra hasta el preciso momento en que la lava brota de la tierra? Descubre ahora qué tipo de datos utilizan y a qué retos se enfrentan los expertos en riesgos naturales y científicos de Islandia para predecir las erupciones volcánicas.
Vulcanólogos de la Universidad de Islandia se preparan para medir la lava en el primer día de la erupción de Meradalir, en el sistema volcánico Fagradalfjall, Reykjanes, Islandia, agosto de 2022. Foto de Jessica Poteet.
Cómo se forman los volcanes en Islandia
Antes de que podamos comprender los tipos de datos que recopilan los científicos encargados de vigilar los volcanes islandeses, necesitamos entender cómo se forman estos sistemas volcánicos (hablando a grandes rasgos, ¡por supuesto!).
Saber cómo se forman nos ayuda a comprender por qué los científicos recopilan los datos que recopilan. Aquí tienes un breve resumen de cómo inician su fase pre-eruptiva muchos volcanes islandeses:
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 empiece la erupción. Este magma rompe la roca madre existente a medida que asciende y se extiende, desde las profundidades de la corteza terrestre o el límite del manto, y empieza a acumularse en el subsuelo.
El magma empieza a acumularse y concentrarse. Se concentrará en diferentes tipos de zonas de almacenamiento de magma, como sills o cámaras magmáticas. Se trata de diferentes tipos de depósitos subterráneos que varían en tamaño, forma y tiempo de actividad.
El volumen de magma aumenta y la presión se incrementa. La presión empezará a aumentar a medida que crezca el volumen de magma subterráneo y empuje la roca madre. El terreno situado sobre la acumulación de magma empezará a elevarse si se acumula la cantidad suficiente.
El magma se inyecta en la corteza poco profunda. 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 conductos de volcanes preexistentes, o bien mediante una red de diques y fracturas con fisuras volcánicas recién formadas.
El magma entra en erupción, transformándose en lava. El magma romperá el suelo y estallará en (a) una erupción explosiva de lava, piroclastos y ceniza, como la del Eyjafjallajökull, o (b) una erupción efusiva de lava, como las actuales en Fagradalsfjall y Svartsengi.
Y bien, ¿por qué hemos repasado este proceso? Ahora ya conoces los pasos y momentos geológicos clave que los científicos y expertos en riesgos naturales buscan para predecir qué ocurrirá a continuación en la vida de un volcán. Buscan acumulación, ascenso y erupción de magma.
Una vez que comprendemos la secuencia básica de acontecimientos que conducen 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 expertos en riesgos naturales utilizan para estudiar y predecir los volcanes: (1A y B) Datos de terremotos, representados en un mapa (1A) y luego en un espacio 3D para mostrar la profundidad (1B); (2) Un mapa realizado a partir de dos pasadas del satélite InSAR sobre la península de Reykjanes, que muestra la elevación del terreno en la región de Svartsengi; (3) otro tipo de datos sísmicos (acústicos) que muestran las ondas sonoras de los terremotos llegando a un receptor terrestre; (4) gráficos de GPS de movimiento en Krýsuvík, que muestran el movimiento en dirección norte-sur, este-oeste y arriba-abajo; y (5) datos de pozos de sondeo que muestran temperatura, presión, terremotos y litología (es decir, tipos de rocas). Datos de la Oficina Meteorológica de Islandia (IMO) y del Journal of Geophysical Research, campo geotérmico de Krafla, 2026.
Datos que los expertos utilizan para predecir volcanes
Hay muchos tipos diferentes de datos que los vulcanólogos y expertos en riesgos naturales recopilan y estudian para predecir una erupción, desde lo más profundo de la tierra hasta el espacio exterior. Vamos a resumir estos tipos de datos y a analizar en detalle cómo ayudan a los científicos. He aquí una breve sinopsis:
Datos sísmicos: vigilan los terremotos provocados por el movimiento del magma y la tensión o compresión en la corteza terrestre.
Datos GPS: registran en tiempo real los movimientos ascendentes, descendentes o laterales del terreno en un punto específico.
Datos InSAR: utilizan satélites para medir a largo plazo y con alta resolución el desplazamiento del terreno en un área amplia.
Datos de pozos de sondeo: aprovechan las diferencias de temperatura, inclinación, presión, química y dinámica de fluidos para vigilar los cambios en el subsuelo.
Datos de observación: aprovechan nuestros cinco sentidos para recopilar información sobre los cambios en el entorno local.
Datos analógicos: aportan datos del pasado y de otros sistemas volcánicos similares para ayudar a trazar paralelismos con los acontecimientos actuales.
Como puedes ver, los científicos y expertos en riesgos naturales tienen a su disposición una gran cantidad de tipos de datos para estudiar los sistemas volcánicos. A continuación, analicemos cada uno de ellos con más detalle.
Datos sísmicos
Estos datos acústicos registran las vibraciones de la Tierra, lo que permite a los especialistas detectar terremotos y seguir la evolución de la tensión y el magma en 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, su profundidad y la localización en la superficie directamente encima del hipocentro. Mediante la estadística de muchos terremotos a lo largo del tiempo, los especialistas en sismología pueden empezar a reconstruir una imagen del movimiento y la tensión en el subsuelo. Por ejemplo, ¿están todos los terremotos de una zona localizados a profundidades similares o están alineados a distintas profundidades? Esto podría marcar la diferencia entre la formación de un sill o de un dique.
Datos GPS
Mediante el uso de GPS y GNSS, que son receptores terrestres fijos anclados al terreno que utilizan satélites para medir su posición con precisión milimétrica. Al registrar pequeños desplazamientos a lo largo del tiempo, los científicos pueden detectar la deformación del terreno en un punto concreto causada por el movimiento del magma bajo un sistema volcánico. El conjunto de datos obtenidos por satélite en Islandia registra el movimiento lateral (como norte, sur, este u oeste), pero también el movimiento en el eje vertical (hacia arriba o hacia abajo). Por ejemplo, un movimiento hacia arriba podría indicar que el magma se está acumulando en el subsuelo, mientras que un movimiento hacia abajo podría indicar que el magma está saliendo de una cámara magmática y desplazándose a otra parte.
Datos InSAR
Estas siglas corresponden a Radar de Apertura Sintética Interferométrica (¡prometemos que no habrá examen de esto!), y es un tipo importante de datos recopilados por satélite que mide el movimiento regional durante un período de tiempo más largo. De forma muy general, un tipo específico de satélite pasa sobre una región emitiendo ondas de radar sobre la superficie del terreno. Si puede hacerlo dos veces, en fechas distintas, los científicos pueden comparar las dos pasadas del satélite y elaborar un mapa regional de movimiento. Los mapas resultantes son muy coloridos y complejos de leer, pero las zonas con amplias áreas de color indican menos movimiento y las zonas con bandas estrechas de color indican un mayor movimiento o deformación del terreno.
Datos de pozos de sondeo
Si hay pozos de sondeo perforados en la zona, los sensores y monitores colocados en ellos miden una gran variedad de datos, como la temperatura, la inclinación, la presión, la química de los gases, la dinámica de fluidos e incluso la sismicidad. El aumento de la temperatura, los cambios de presión y el incremento de ciertos gases pueden ser señales precursoras del movimiento del magma. Por ejemplo, en 2023, en la central geotérmica de Svartsengi, el aumento de SO2 indicó que el magma ascendía por el subsuelo y se acercaba a la profundidad del pozo de sondeo. Además, muchas de las estaciones de observación volcánica de la zona cuentan con inclinómetros que miden la pendiente del terreno.
Datos de observación
Se trata de un conjunto de datos comodín, y no siempre constituye un registro formal. Consiste simplemente en observaciones humanas de los cambios locales y regionales que pueden alertarnos de una futura erupción volcánica. Entre las señales más importantes que vigilan los expertos en riesgos naturales de Islandia se encuentran las inundaciones glaciares a medida que el sistema volcánico se calienta, el aumento de temperatura en el suministro de agua al registrarse más calor en los pozos locales, o la intensificación del vapor terrestre o el incremento de la actividad en las manifestaciones geotérmicas. Esto también puede incluir el trabajo de campo para realizar estudios con drones a distancia y tomar medidas de fracturas recientes, escarpes de falla y desplazamiento del terreno.
Datos analógicos
Los científicos utilizan datos analógicos de sistemas volcánicos similares, ya sea en Islandia o en el extranjero, para formular hipótesis sobre el significado de sus propios datos y cuándo podría entrar en erupción el volcán en comparación con otros sistemas parecidos. Esto incluye examinar todos los datos anteriores de otros sistemas para ver si se pueden establecer paralelismos. Por ejemplo, con el Svartsengi, los expertos locales están utilizando la cronología de erupciones y los datos del subsuelo de los fuegos de Krafla y de Holuhraun para ayudar a estimar el tiempo entre erupciones individuales en la serie de actividad volcánica.
Ejemplos de tipos de modelos y gráficos que los científicos y 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 obtenidas a partir de cartografía de campo presencial y datos InSAR; (2) un modelo de la tasa de entrada de magma en un sill subterráneo bajo Svartsengi; (3) terremotos representados por profundidad y tiempo, mostrando también la agitación volcánica (movimiento de magma en el subsuelo, pero sin erupciones). Datos del Boletín de Vulcanología y del Centro Vulcanológico Nórdico de la Universidad de Islandia, y de la Oficina Meteorológica de Islandia.
¿Cómo utilizan los científicos estos datos para predecir los volcanes?
Tras recopilar estos datos, los científicos los integran todos para crear una imagen completa de un sistema volcánico y de su estado actual. Suelen ser representaciones instantáneas y siempre actualizadas de un sistema, que evolucionan a medida que el magma se acumula, se desplaza y entra en erupción. Pueden utilizar gran parte de esta información para crear un modelo del subsuelo con el fin de estimar los volúmenes de magma y las tasas de llenado de las cámaras magmáticas o sills subterráneos. Estos modelos pueden ser gráficos en 2D de tiempo frente a volumen o tasa y mapas de superficie, dibujos en 3D de la acumulación de magma subterráneo propuesta, o representaciones en 4D de la acumulación de magma a lo largo del tiempo.
Fiabilidad de los datos en la predicción de erupciones volcánicas
¿Son fiables estos datos? En su mayor parte, los datos recopilados para predecir volcanes son generalmente fiables. No obstante, existen 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 sumamente habitual en Islandia) e incluso las tormentas geomagnéticas activas procedentes del sol que causan auroras (también comunes en Islandia) pueden afectar a los datos de los GPS.
Los datos InSAR solo funcionan en tierra firme y si la región está libre de nieve y nubes.
Por tanto, hay muchos factores que pueden influir en los datos y su recopilación, aunque los expertos suelen ser capaces de tener en cuenta estos problemas y realizar correcciones.
Por supuesto, aunque los datos en sí pueden ser bastante fiables en general, interpretar lo que significan siempre puede resultar un reto. No todo enjambre sísmico es el precursor de una erupción, ni todo campo de lava humeante significa que el magma esté cerca de la superficie. No existe una predicción al 100 % cuando se trata de erupciones volcánicas, pero los científicos suelen identificar los períodos de tiempo en los que es más probable que ocurra una erupción en los momentos previos a la misma. Y una vez que el magma se sitúa a poca profundidad, los científicos suelen disponer de entre 30 minutos y unas pocas horas para avisar a la población de una erupción inminente.
La última palabra sobre la predicción de volcanes en Islandia
Esperamos que esto te sirva para valorar aún más la gran cantidad de datos que los expertos deben recopilar e interpretar, y para comprender que predecir una erupción volcánica no es una tarea infalible ni de precisión exacta. Es difícil predecir algo que no podemos ver directamente con nuestros ojos. Sin embargo, a pesar de lo complejo y desafiante que resulta predecir una erupción volcánica, ¡los científicos de Islandia están a la altura de las circunstancias cada día!
Preguntas frecuentes sobre la predicción de erupciones en Islandia
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Este artículo ha sido escrito por la geóloga Jessica Poteet. Escucha la entrevista con ella en el pódcast Lava Academy.
