Los nuevos métodos de investigación pueden conducir a predicciones más tempranas de erupciones volcánicas.

Aunque hay señales reveladoras de que es probable que un volcán entre en erupción en un futuro cercano (un repunte en la actividad sísmica, cambios en las emisiones de gas y una deformación repentina del suelo, por ejemplo), predecir con precisión tales erupciones es notoriamente difícil.

Esto se debe, en parte, a que no hay dos volcanes que se comporten exactamente de la misma manera y 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 en el sur de California y la Universidad de Alaska en Fairbanks han desarrollado un nuevo método que nos acerca a esa realidad. La investigación se publicó recientemente en Nature Geoscience.

“La nueva metodología se basa en un aumento sutil pero significativo de las emisiones de calor en grandes áreas de un volcán en los años previos a su erupción”, 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».

 Monte Domuyo en Neuquén, Argentina

Los científicos descubrieron recientemente que el monte Domuyo en Neuquén, Argentina, que se muestra aquí, es un volcán activo.Créditos: Adobe Stock / Guillermo Cisneros

El equipo de estudio analizó 16 años y medio de datos de calor radiante de los espectrorradiómetros de imágenes de resolución moderada (MODIS), instrumentos a bordo de los satélites Terra y Aqua de la NASA, para varios tipos de volcanes que han entrado en erupción en las últimas dos décadas. 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 en gran parte del volcán aumentó alrededor de 1 grado Celsius 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 de JPL. «Por lo tanto, es probable que esté relacionado con procesos fundamentales que ocurren en profundidad».

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, que puede aumentar la temperatura del suelo. Pero los científicos dicen que otros procesos también pueden estar en juego, porque 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, lo que significa que no se puede confiar estrictamente en los registros históricos».

Combinando datos

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) para analizar 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. Inesperadamente detectó un período de inflación, que es cuando parte de un volcán se expande a medida que una nueva masa de magma se mueve hacia arriba y empuja la roca fuera del camino. Resulta que Domuyo es en gran medida un volcán, y uno activo.

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: 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. «Aunque no está claro qué proceso es probable que ocurra primero, al mostrar la correlación, podemos conectar los procesos a través de interpretaciones basadas en la física en lugar de simplemente confiar en lo que podemos observar en el subsuelo».

En otras palabras, la combinación de los conjuntos de datos proporciona pistas sobre lo que está sucediendo en las profundidades del volcán y cómo los diversos procesos influyen e interactúan entre sí, datos que 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, que deberían brindarnos algunos conocimientos fundamentales sobre hipótesis contrapuestas 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 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”, dijo Girona. «Incluso para pequeñas erupciones, hay evidencia de malestar térmico antes del inicio del evento de erupción, por lo que 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.

“El uso del nuevo método térmico que detecta cambios en la temperatura de la superficie alrededor de los volcanes y las mediciones de deformación de la superficie del suelo de InSAR ayuda a que los observatorios de volcanes de todo el mundo identifiquen qué volcanes tienen más probabilidades de entrar en erupción y 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: https://www.nasa.gov/feature/jpl/nasa-satellites-detect-signs-of-volcanic-unrest-years-before-eruptions

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