La lluvia pudo provocar la erupción de Kilauea en 2018

Hasta agosto, la lava incandescente de las fisuras arrojó cientos de pies en el aire, y las ondulantes nubes de ceniza alcanzaron hasta los 9-10 kilómetros en la atmósfera. Enormes flujos de lava inundaron tierras de arriba a abajo en la costa sureste de la isla del Pacífico, destruyendo cientos de hogares.

Los volcanes entran en erupción cuando la roca fundida llamada magma sale a la superficie, y muchos factores, desde la forma del volcán hasta la composición del magma, influyen en el momento de las erupciones. En el caso de Kilauea, un nuevo estudio financiado por la NASA publicado el 22 de abril de 2020 en la revista Nature señala otro factor de erupción: lluvias prolongadas, a veces fuertes, en los meses previos al evento.

"Sabíamos que los cambios en el contenido de agua en la corteza superficial de la Tierra pueden desencadenar terremotos y deslizamientos de tierra, y ahora sabemos que también puede desencadenar erupciones", dijo Falk Amelung, profesor de geofísica en la Facultad de Ciencias Marinas y Atmosféricas Rosenstiel de la Universidad de Miami y coautor del estudio. "Bajo la presión del magma, la roca húmeda se rompe más fácilmente que la roca seca dentro del volcán. Eso, a su vez, forja caminos para que el magma viaje a la superficie de la Tierra".

Las persistentes precipitaciones pudo realzar la erupción

Primero, para la erupción de Kilauea de 2018, los investigadores descartaron una causa común: aumento de la presión en la cámara de magma, que, cuando se vuelve lo suficientemente grande, es capaz de atravesar la roca circundante. Los científicos pueden inferir el aumento de la presión del magma al observar la inflación, o aumento, de la roca circundante.

"Esta presurización hace que el suelo se infle unas pocas decenas de centímetros", explicó Amelung. "Como no vimos ninguna inflación significativa en el año anterior a la erupción, comenzamos a pensar en explicaciones alternativas, lo que nos llevó a investigar la precipitación".

Utilizando una combinación de mediciones de lluvia basadas en tierra y por satélite de la NASA, los investigadores modelaron la evolución de la presión del fluido causada por la lluvia sostenida que se acumuló en el interior del volcán, un factor que puede influir directamente en la propensión del magma a atravesar la roca circundante, y en última instancia, impulsando la actividad volcánica.

Basado en datos de laboratorio preexistentes y simulaciones numéricas, los resultados de su modelo sugieren que, a principios de 2018, la presión del fluido había alcanzado su nivel más alto en casi medio siglo, debilitando el edificio volcánico, que los autores proponen que el magma permitió romper la roca confinada debajo del volcán y conducir a la erupción posterior.

"Curiosamente, cuando investigamos el registro histórico de erupciones de Kilauea, vemos que las intrusiones magmáticas y las erupciones registradas tienen casi el doble de probabilidades de ocurrir durante las partes más húmedas del año", dijo Jamie Farquharson, investigador postdoctoral en la Escuela Rosenstiel y autor principal de el estudio. Argumenta que los patrones de lluvia locales pueden contribuir significativamente al tiempo y la frecuencia de estos fenómenos en Kilauea y quizás en otros volcanes.

Si bien la infiltración de la lluvia se ha relacionado con pequeñas explosiones de vapor y terremotos volcánicos, esta es la primera vez que los científicos atribuyen meses de lluvia por encima del promedio para explicar los procesos magmáticos a más de una milla debajo de la superficie. En el caso de la erupción de Kilauea, la precipitación total del primer trimestre sobre el volcán ese año fue de aproximadamente 2.25 metros en comparación con el promedio de 0.9 metros para el área en ese período de tiempo en los últimos 20 años. Los autores señalan que si este proceso ocurre según lo propuesto en Kilauea, es probable que también ocurra en otro lugar.

Y ahora el clima

Un vínculo climático también puede estar en juego, dijo Farquharson, ya que se prevé que el cambio climático en curso provocará cambios en los patrones de lluvia. En particular, la mayoría de los modelos proyectan aumentos en las precipitaciones extremas en la mayor parte del mundo, un efecto que puede amplificarse aún más en las regiones volcánicas montañosas. "Como resultado, esperamos que la actividad volcánica inducida por la lluvia se vuelva más común".

Para las mediciones satelitales de las precipitaciones, los investigadores utilizaron datos de la Medición Global de Precipitación, una misión internacional dirigida por la NASA y la Agencia Japonesa de Exploración Espacial (JAXA), y la anterior Misión de Medición de la Lluvia Tropical de la NASA / JAXA. El satélite Sentinel-1 de la Agencia Espacial Europea y la Comisión Europea proporcionaron a los investigadores datos de los que se derivaron las observaciones de deformación del suelo. La División de Ciencias de la Tierra de la NASA proporcionó apoyo financiero.