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    ¿Qué hace que los volcanes sean peligrosos?

    Volcán de Fuego, o Volcán de Fuego, en Guatemala estalla. A diferencia de los volcanes hawaianos, Las erupciones en las Américas tienden a producir densas nubes de ceniza, polvo, escombros, y bloques angulares que retumban en lo alto, pendientes pronunciadas. Crédito:Shutterstock

    Fuentes de lava, bocanadas de gases tóxicos, columnas ácidas de agua de mar vaporizada y mantos de ceniza:esos son solo algunos de los peligros que los volcanes han generado en las últimas semanas, con el volcán de Fuego de Guatemala y el volcán Kilauea de Hawaii, cada uno produciendo su erupción más poderosa en décadas.

    Decenas de personas han muerto y miles más han sido evacuadas en el área alrededor de Fuego como resultado de la erupción del 3 de junio. Como Kilauea, que a principios de mayo de 2018 inició un episodio violento en una erupción que se ha prolongado durante casi 35 años, Fuego apenas estaba en reposo antes de esta última explosión. A menudo arroja lava y ceniza varias veces al año y puede tener muchas erupciones pequeñas en un solo día.

    Pero esta vez la erupción de Fuego fue diferente. El daño se produjo de forma rápida y contundente en una mezcla caótica de rocas, gas y ceniza conocidos como flujo piroclástico, creando escenas de destrucción que se parecen poco a las imágenes de lava arrastrándose que han emergido de Kilauea. El contraste ofrece un recordatorio de que las formas en que los volcanes se vuelven peligrosos pueden ser tan variadas como los lugares y comunidades donde cobran vida.

    Los geólogos de la Universidad de Stanford Gail Mahood (emérita) y Don Lowe, profesores de ciencias geológicas en la Escuela de la Tierra, Ciencias energéticas y ambientales, Ambos han estudiado los volcanes de cerca. Discutieron misterios sorprendentes que quedan para los científicos en torno a los peligros volcánicos, qué y cómo los investigadores pueden aprender de Fuego y otros volcanes después de que se asienta la ceniza y algo de la ciencia detrás de las amenazas volcánicas.

    ¿Qué diferencias hicieron que Fuego entrara en erupción tan violentamente en comparación con Kilauea?

    DON LOWE:Acabamos de ver en Guatemala este pequeño pueblo enterrado en cenizas calientes. Las erupciones en las Américas tienden a producir enormes cantidades de ceniza, polvo, escombros y bloques angulares, y los volcanes a menudo tienen altos, conos empinados. Densas nubes de ceniza caliente y escombros retumban por esas laderas como trenes de carga y cobran impulso a medida que avanzan. La lluvia y las tormentas pueden movilizar escombros sueltos en estas pendientes empinadas y crear flujos de escombros fríos. Los volcanes hawaianos tienden a hacer erupción en ríos y fuentes de lava menos violentos.

    GAIL MAHOOD:Todos los volcanes en América Central y en las Cascadas en América del Norte son diferentes de Hawaii en que están relacionados con zonas de subducción, lugares donde un plato se aprieta debajo de otro. Son mucho más explosivos en parte porque los magmas que entran en erupción tienen más agua disuelta en ellos, hasta 10 veces más que en los volcanes hawaianos.

    Piense en el magma como una botella de champán. Cuando haces estallar la parte superior, bajas la presión y ese gas CO2 que se disolvió en el champagne forma burbujas y sale.

    Agua, CO2, gases de azufre, el flúor y el cloro se disuelven en el magma cuando se almacena a alta presión en las profundidades de la Tierra. Pero si el magma sube rápidamente, esos elementos volátiles salen de la solución en burbujas que crecen tan rápido que las paredes de las burbujas se rompen. Es como una espuma de magma que se rompe en pedazos y se deshace.

    Los magmas en Hawái pueden tener agua que represente solo la mitad del por ciento en peso. Si tiene 4 o 6 por ciento de agua en un magma como vemos en Centroamérica, tienes un potencial mucho mayor de erupciones explosivas.

    Los volcanes en las zonas de subducción también tienen más viscosidad, magmas más pegajosos, que proporcionan más resistencia a medida que crecen las burbujas. Como resultado, las presiones dentro de las burbujas pueden ser mucho mayores. Entonces se rompen más burbujas debido a más agua, y cuando las burbujas finalmente se rompan, lo hacen con mayor fuerza.

    ¿Cómo se forman los flujos piroclásticos después de la erupción de un volcán como Fuego en Guatemala?

    MAHOOD:Estos pueden formarse directamente a partir de una erupción explosiva, o pueden formarse por lava que sale y se enfría un poco, se atasca y llena el respiradero. Entonces tal vez haya un terremoto o nuevo magma lo empuja desde abajo, y esa lava que tapa el respiradero sale en una cascada de bloques calientes. Aquellos continúan efervescentes y producen cenizas. Las personas alrededor de Fuego están siendo asesinadas en gran parte por los flujos piroclásticos.

    Ha estudiado cómo los volcanes pueden desencadenar flujos peligrosos no solo de lava y cenizas, pero también grueso, mezclas viscosas de partículas y agua conocidas como flujos de escombros. ¿Puede describir un ejemplo de cómo comienza este tipo de flujo, y ¿qué se puede hacer para minimizar el daño una vez que está en marcha?

    LOWE:En 1985, Los flujos de escombros tras la erupción del volcán Nevado del Ruiz en Colombia mataron a unas 20, 000 personas en un pueblo llamado Armero, 60 kilómetros (37 millas) cuesta abajo. Estos flujos se originaron cuando la ceniza caliente, como las cosas que salen de Fuego, aterrizó en un glaciar alrededor de la cumbre. Una pequeña nube de ceniza derritió solo una pequeña parte de ese glaciar y envió enormes volúmenes de agua en cascada por los cañones.

    Al observar los depósitos más antiguos en los cortes de carreteras alrededor de esta ciudad, aprendimos que este había sido un proceso común en el pasado. Todos los elementos estaban allí que deberían haber hecho que un planificador reconociera que este no era un buen lugar para una ciudad. Mejores estudios geológicos habrían demostrado que el área había sufrido muchas catástrofes similares en el pasado. De hecho, Los mapas de peligro creados en los meses previos a la erupción mostraron que Armero estaría en el camino de cualquier flujo de lodo (un tipo de flujo de escombros) provocado por el volcán. Pero esos mapas no se distribuyeron ampliamente.

    Todavía no entendemos completamente cómo funcionan los flujos de escombros o cómo algunos de ellos pueden viajar tan lejos en pendientes muy bajas. Una teoría prometedora es que el agua es absorbida por el flujo principal como si se deslizara sobre los neumáticos. Otra teoría se centra en cómo interactúan las partículas en el flujo. ¿Simplemente se llevan pasivamente en el fluido? Tal vez las partículas en un flujo de escombros se comporten como moléculas de gas en un globo:chocan entre sí, ejercen presiones y ayudan a mantenerse suspendidos.

    Estos detalles son importantes para comprender hasta dónde pueden llegar los flujos de escombros, cuántas cosas pueden llevar, qué tan rápido se forman, todo lo cual es relevante para si construyes ciudades alrededor de volcanes, decidir qué tan lejos deben estar y evaluar el peligro de los asentamientos y aldeas que ya están allí.

    Funcionarios de desastres en Guatemala han dicho que la erupción de Fuego del 3 de junio afectó a más de 1 millón de personas. ¿Cómo se compara esto con algunas de las erupciones más grandes de la historia?

    MAHOOD:Esto no es una gran erupción por ningún tramo de la imaginación. Uno de los grandes problemas en Guatemala y en muchos otros lugares, en Indonesia y Filipinas, por ejemplo, es la gran población concentrada en y alrededor de volcanes de este tipo. Las erupciones moderadamente pequeñas pueden matar a mucha gente.

    Fuego es un volcán muy activo. Presumiblemente, lo que está sucediendo esta vez es que ha sido un poco más explosivo de lo habitual, por lo que estos flujos piroclásticos se abren camino hacia abajo del volcán. En lugar de bajar por los flancos del puntiagudo, volcán cónico y una especie de agotamiento, salen a los flancos y se extienden a las aldeas.

    ¿Es posible anticipar si una erupción determinada producirá este tipo de peligro y cuándo lo hará?

    MAHOOD:A menudo podemos predecir que se avecina una erupción. Lo que es más difícil de predecir es la naturaleza exacta de la erupción y el momento de inicio.

    Para mapear peligros volcánicos, los vulcanólogos van al campo y mapean las huellas de una erupción:ceniza que cayó desde lo alto del aire, depósitos de flujos piroclásticos y de escombros, y lava. La ceniza puede cubrir decenas de miles de millas cuadradas, pero las partículas están frías cuando aterrizan, por lo que son catastróficas solo cerca del respiradero del volcán, donde pueden ser lo suficientemente gruesos como para derrumbar techos.

    De vuelta en el laboratorio Utilizamos la datación por carbono o argón para conocer la frecuencia con la que ha sido cada tipo de erupción en el pasado. Cada vez más, también estamos analizando cristales que crecieron en el magma antes de una erupción. Actúan como pequeños registradores de temperatura, presión y contenido de gas, para que nos ayuden a reconstruir el ascenso del magma y sus condiciones de almacenamiento.

    Lo mejor de todo es si estos análisis se pueden integrar con estudios geofísicos de sismicidad o deformación alrededor del volcán. Fuego es difícil de observar porque está muy boscoso, y una vez que llegas a la cima, está cubierto de nubes. Los geofísicos se han vuelto muy buenos para predecir erupciones en Kilauea en Hawai y Mount St. Helens en Washington. porque han visto tantas erupciones. Conocemos muy bien las señales de que el magma se mueve a través de la corteza en Kilauea:la cumbre se desinfla y los terremotos cambian de estilo de una manera particular. Lo único que no es seguro es cuándo se detendrá una erupción como la actual en Kilauea.

    ¿Hay alguna forma de adaptarse a las amenazas de las erupciones volcánicas?

    LOWE:Hemos colonizado áreas sin mucha preocupación por desastres naturales y peligros. Sin embargo, una vez que ocurre un desastre, debemos intentar limitar el crecimiento futuro en esa área y en lugares que enfrentan riesgos similares. Es posible que no veamos una erupción verdaderamente catastrófica en nuestras vidas. Pero en la vida de nuestros hijos o nietos, inevitablemente habrá erupciones que arrasarán con los principales centros de población. Necesitamos darnos cuenta de lo importante que es mirar más en el futuro que solo en el mañana.


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