Cuando el volcán Eyjafjallajökull en Islandia entró en erupción en abril de 2010, el tráfico aéreo se interrumpió durante seis días y luego se interrumpió hasta mayo. Hasta entonces, modelos de los nueve Centros de Asesoramiento de Cenizas Volcánicas (VAAC) de todo el mundo, que tenía como objetivo predecir cuándo la nube de cenizas interfería con las rutas de las aeronaves, se basaron en el seguimiento de las nubes en la atmósfera.

A raíz de este desastre económico para las aerolíneas, En Europa se introdujeron umbrales de concentración de cenizas que son utilizados por la industria de las aerolíneas al tomar decisiones sobre restricciones de vuelo. Sin embargo, un equipo de investigadores, dirigido por la Universidad de Ginebra (UNIGE), Suiza, descubrió que incluso la ceniza volcánica más pequeña no se comportaba como se esperaba. Sus resultados, para ser leído en el diario Comunicaciones de la naturaleza , ayudará a refinar la forma en que se representa la ceniza volcánica en los modelos de pronóstico utilizados por los VAAC, que debe reaccionar en tiempo real para proporcionar consejos útiles durante una erupción volcánica.

La erupción del volcán Eyjafjallajökull de Islandia en 2010 no solo interrumpió el tráfico aéreo mundial, pero también cuestionó el funcionamiento de las estrategias de pronóstico utilizadas por los VAAC, basado únicamente en el seguimiento espacial de la nube de cenizas. Una reunión de expertos perfeccionó las estrategias basadas en los umbrales de concentración de cenizas y permitió que los vuelos se reanudaran más rápidamente. garantizando al mismo tiempo la seguridad de los pasajeros y del personal de vuelo.

"Durante una erupción volcánica explosiva, fragmentos que van desde unas pocas micras hasta más de 2 metros son expulsados ​​del respiradero volcánico, "explica Eduardo Rossi, investigador del Departamento de Ciencias de la Tierra de la Facultad de Ciencias de la UNIGE y primer autor del estudio. Cuanto más grandes sean las partículas, cuanto más rápido y más cerca del volcán caen, reduciendo la concentración de cenizas en la atmósfera. "Es por eso que las nuevas estrategias han integrado umbrales de concentración que definen mejor la peligrosidad de los motores de las aeronaves. De 2 miligramos por metro cúbico, las aerolíneas deben tener un maletín de seguridad aprobado para operar, "dice el investigador con sede en Ginebra.

Agregados de partículas que impactan en los modelos predictivos

A pesar del conocimiento existente sobre las nubes de ceniza, varias preguntas abiertas quedaron sin respuesta después de la erupción de Eyjafjallajökull de 2010, incluido el descubrimiento de partículas en el Reino Unido que eran mucho más grandes de lo esperado. "Queríamos entender cómo era posible esto analizando con precisión las partículas de ceniza del volcán Sakurajima en Japón, que ha estado en erupción 2-3 veces al día durante más de 50 años, "dice Costanza Bonadonna, profesor del Departamento de Ciencias de la Tierra de UNIGE.

Al utilizar papel adhesivo para recoger la ceniza antes de que toque el suelo, el equipo de científicos ya había observado durante la erupción de Eyjafjallajökull cómo las partículas micrométricas se agruparían en grupos, cuales, después del impacto con el suelo, fueron destruidos. "Juega un papel importante en la velocidad de sedimentación, señala Eduardo Rossi. Una vez ensamblados en agregados, estas partículas micrométricas caen mucho más rápido y más cerca del volcán de lo que predicen los modelos, porque en última instancia son más pesados ​​que si cayeran individualmente. A esto se le llama sedimentación prematura. "

El efecto rafting, declarado imposible por la teoría

En Japón, el equipo de UNIGE hizo un nuevo descubrimiento importante:la observación del efecto rafting. Usando una cámara de alta velocidad, los vulcanólogos observaron la sedimentación de la ceniza en tiempo real y descubrieron agregados nunca antes vistos llamados cúmulos de núcleos. "Estos están formados por una gran partícula de 100 a 800 micrones, el núcleo, que está cubierto por muchas partículas pequeñas de menos de 60 micrones. explica Costanza Bonadonna. Y esta capa externa de pequeñas partículas puede actuar como un paracaídas sobre el núcleo, retrasando su sedimentación. Este es el efecto de rafting. "

Este efecto de rafting se había sugerido teóricamente en 1993, pero finalmente declarado imposible. Hoy dia, su existencia está bien y verdaderamente probada por observación directa y análisis teórico preciso, posible gracias a la cámara de alta velocidad. "Trabajando con Frances Beckett de la Oficina Meteorológica del Reino Unido, Hemos llevado a cabo varias simulaciones que nos han permitido responder a las preguntas planteadas por la erupción de Eyjafjallajökull y el inexplicable descubrimiento de estas partículas de ceniza de gran tamaño en Reino Unido. Fue el resultado de este efecto de rafting, que retrasó la caída de estos agregados, ", se entusiasma Eduardo Rossi.

Ahora que la ceniza se acumula, Se han estudiado los racimos de núcleos y el efecto de rafting, se trata de recopilar parámetros físicos de partículas más precisos para que algún día puedan integrarse en los modelos operativos de los VAAC, para lo cual el tamaño y la densidad juegan un papel crucial en el cálculo de la concentración de cenizas en la atmósfera.