En televisión, la erupción del volcán dispara magma directamente desde la cima. Sin embargo, no es tan infrecuente que el magma brote del flanco del volcán en lugar de su cumbre. Después de salir de la cámara de magma subterránea, el magma se abre paso hacia los lados al fracturar la roca, a veces durante decenas de kilómetros. Luego, cuando irrumpe en la superficie de la Tierra, forma uno o más respiraderos de los que se derrama, a veces de forma explosiva. Esta, por ejemplo, ocurrió en Bardarbunga en Islandia en agosto de 2014, y Kilauea en Hawái en agosto de 2018.

Es un gran desafío para los vulcanólogos adivinar hacia dónde se dirige el magma y hacia dónde romperá la superficie. Se dedica mucho esfuerzo a esta tarea, ya que podría minimizar el riesgo para los pueblos y ciudades amenazados por erupciones. Ahora, Eleonora Rivalta y su equipo del Centro Alemán de Investigación de Geociencias GFZ en Potsdam y colaboradores institucionales han ideado un nuevo método para generar pronósticos de ubicación de respiraderos. El estudio se publica en la revista Avances de la ciencia .

"Los métodos anteriores se basaron en las estadísticas de la ubicación de erupciones pasadas, ", dice Eleonora Rivalta." Nuestro método combina física y estadística:calculamos las rutas de menor resistencia para el magma ascendente y ajustamos el modelo en función de las estadísticas ". Los investigadores probaron con éxito el nuevo enfoque con datos de la caldera Campi Flegrei en Italia, uno de los volcanes de mayor riesgo de la Tierra.

Los respiraderos abiertos en el flanco de un volcán a menudo se utilizan en una sola erupción. Todos los volcanes pueden producir respiraderos de una sola vez, pero algunos hacen más que otros. Sus flancos están perforados por decenas de respiraderos cuya alineación marca los lugares donde las vías de magma subsuperficiales se han cruzado con la superficie de la Tierra.

En calderas, que son grandes huecos en forma de caldero que se forman poco después del vaciado de una cámara de magma en una erupción volcánica, Las rejillas de ventilación también pueden abrirse en el interior y en su borde. Eso es porque carecen de una cumbre para enfocar las erupciones. "Las calderas a menudo parecen un césped cubierto de montículos de arena, "dice Eleonora Rivalta de GFZ.

La mayoría de los respiraderos de las calderas solo se han utilizado una vez. El resultante disperso, A veces, la distribución espacial aparentemente aleatoria de los respiraderos amenaza áreas amplias, presentando un desafío para los vulcanólogos que dibujan mapas de pronóstico para la ubicación de futuras erupciones. Estos mapas también son necesarios para pronósticos precisos de flujos de lava y piroclásticos o la expansión de penachos de ceniza.

Hasta ahora, los mapas de pronóstico de vent se han basado principalmente en la distribución espacial de ventilas pasadas:"Los vulcanólogos a menudo asumen que el volcán se comportará como lo hizo en el pasado, ", dice Eleonora Rivalta." El problema es que a menudo solo unas pocas decenas de respiraderos son visibles en la superficie del volcán, ya que los episodios eruptivos importantes tienden a cubrir o borrar los patrones eruptivos pasados. Por eso, tan matemáticamente sofisticado como puede ser el procedimiento, los datos escasos conducen a mapas burdos con grandes incertidumbres. Es más, la dinámica de un volcán puede cambiar con el tiempo, de modo que las ubicaciones de las ventilaciones cambien ".

Pruebas exitosas en el Campi Flegrei

Rivalta, un físico capacitado, y un equipo de geólogos y estadísticos utilizó la física de los volcanes para mejorar los pronósticos. "Empleamos la comprensión física más actualizada de cómo el magma fractura la roca para moverse bajo tierra y la combinamos con un procedimiento estadístico y el conocimiento de la estructura y la historia del volcán. Ajustamos los parámetros del modelo físico hasta que coincidan con los patrones eruptivos anteriores. . Luego, tenemos un modelo de trabajo y podemos usarlo para pronosticar futuras ubicaciones de erupciones, "dice Eleonora Rivalta.

El nuevo enfoque se aplicó en el sur de Italia al Campi Flegrei, una caldera cerca de Nápoles, que tiene una población de casi un millón. En la caldera de más de diez kilómetros de ancho, unos ochenta respiraderos han alimentado erupciones explosivas en los últimos 15, 000 años. El enfoque funciona bien en pruebas retrospectivas, que pronostica correctamente la ubicación de las rejillas de ventilación que no se utilizaron para ajustar el modelo, los investigadores informan.

"La parte más difícil fue formular el método de una manera que funcione para todos los volcanes y no solo para uno:generalizarlo, "Explica Rivalta." Ahora realizaremos más pruebas. Si nuestro método también funciona bien en otros volcanes, puede ayudar a planificar el uso de la tierra en áreas volcánicas y pronosticar la ubicación de futuras erupciones con mayor certeza de lo que era posible anteriormente ".