El estudio del magma profundo mejora las predicciones de erupciones volcánicas

Actualmente, la actividad volcánica se pronostica utilizando observaciones del propio volcán y de la roca fundida ubicada en la corteza superior, que es propensa a la erupción.

Los nuevos hallazgos enfatizan el valor de examinar capas más profundas dentro de la corteza terrestre, donde las rocas inicialmente se funden en magma antes de ascender a cámaras superficiales más cercanas.

Un esfuerzo colaborativo de investigadores del Imperial College de Londres y la Universidad de Bristol ha proporcionado nuevos conocimientos sobre la frecuencia, composición y magnitud de las erupciones volcánicas a nivel mundial.

El papel del magma profundo en las erupciones volcánicas

La investigación indica que el tamaño y la frecuencia de las erupciones están relacionados con la duración necesaria para que se forme magma a profundidades de hasta 20 kilómetros y con las dimensiones de estos depósitos profundos.

Según el estudio publicado en Science Advances, estos conocimientos podrían conducir a predicciones más precisas de las erupciones volcánicas, mejorando así la seguridad de la comunidad y la protección del medio ambiente.

Los investigadores revisaron datos de 60 erupciones volcánicas importantes en nueve países, incluidos Estados Unidos, Nueva Zelanda, Japón y varias naciones de América del Sur y Central.

"Observamos volcanes de todo el mundo y excavamos más profundamente que estudios anteriores que se centraban en cámaras subterráneas poco profundas donde se almacena el magma antes de las erupciones. Nos centramos en comprender los depósitos de fuentes de magma que se encuentran muy por debajo de nuestros pies, donde el calor extremo funde rocas sólidas en magma a profundidades de entre 10 y 20 kilómetros", explicó la Dra. Catherine Booth, investigadora asociada del Departamento de Ingeniería y Ciencias de la Tierra del Imperial College de Londres.

El equipo utilizó datos del mundo real junto con modelos informáticos avanzados para examinar las estructuras rocosas subyacentes y datos históricos de volcanes activos para comprender mejor cómo se acumula y se comporta el magma a grandes profundidades, antes de ascender a la superficie de los volcanes.

Gracias a las simulaciones, los investigadores lograron comprender mejor los factores que influyen en las erupciones volcánicas.

"Nuestro estudio sugiere que la flotabilidad del magma, más que la proporción de roca sólida y fundida, es lo que impulsa las erupciones", señaló la Dra. Booth. "A medida que el magma se vuelve lo suficientemente fluido como para flotar, se eleva y crea fracturas en la roca suprayacente, lo que le permite fluir rápidamente y provocar una erupción".

El estudio también encontró que el tiempo que el magma reside en cámaras menos profundas afecta el tamaño de una erupción, y que los períodos de almacenamiento más largos generalmente resultan en erupciones menos severas.

Además, los investigadores descubrieron que, si bien se podría esperar que los reservorios más grandes causaran erupciones más importantes, los reservorios excesivamente grandes disipan el calor y ralentizan el proceso de fusión, lo que indica un tamaño de reservorio óptimo para erupciones importantes.

Los hallazgos también subrayan que las erupciones rara vez son eventos aislados sino parte de un ciclo continuo. El magma con alto contenido de sílice, que el estudio identificó en muchos volcanes, tiende a ser más viscoso y explosivo.

El coautor, el profesor Matt Jackson, catedrático de Dinámica de Fluidos Geológicos en Imperial, afirmó: "Al mejorar nuestra comprensión de los procesos detrás de la actividad volcánica y proporcionar modelos que arrojen luz sobre los factores que controlan las erupciones, nuestro estudio es un paso crucial hacia un mejor seguimiento y pronóstico de estos poderosos eventos geológicos."

Referencia

Catherine A. Booth et al, Source reservoir controls on the size, frequency, and composition of large-scale volcanic eruptions. Science Advances. DOI: 10.1126/sciadv.add1595