A pesar de un amplio conocimiento de los volcanes, nuestra capacidad para predecir el momento, duración, escribe, Talla, y las consecuencias de las erupciones volcánicas son limitadas, dice un nuevo informe de las Academias Nacionales de Ciencias, Ingenieria, y Medicina. Mejorar el pronóstico y las advertencias de erupciones para salvar vidas, el informe identifica las prioridades de investigación para un mejor seguimiento de las erupciones volcánicas y tres grandes desafíos que enfrenta la comunidad científica de los volcanes.

El monitoreo de los volcanes es fundamental para pronosticar erupciones y mitigar los riesgos de sus peligros. Sin embargo, pocos volcanes se observan adecuadamente, y muchos no se controlan en absoluto. Por ejemplo, menos de la mitad de los 169 volcanes potencialmente activos en los EE. UU. tienen sismómetros, un instrumento para detectar pequeños terremotos que señalan el movimiento del magma subterráneo. Y solo tres tienen mediciones de gas continuas, que son cruciales porque la composición y la cantidad de gases disueltos en el magma impulsan las erupciones. El monitoreo mejorado combinado con avances en modelos experimentales y matemáticos de procesos volcánicos puede mejorar la comprensión y el pronóstico de erupciones. dice el informe.

El comité que realizó el estudio y redactó el informe también destacó la necesidad de realizar mediciones satelitales de la deformación del suelo y las emisiones de gases. observaciones de drones, monitoreo sísmico avanzado, y adquisición de datos a alta velocidad en tiempo real durante las erupciones. Nuevos enfoques en las capacidades analíticas para descifrar la historia del magma, y modelos conceptuales y experimentales de fenómenos magmáticos y volcánicos, proporcionará nuevos conocimientos sobre los procesos que explican cómo se genera y entra en erupción el magma.

"Ha habido grandes mejoras en los modelos conceptuales de fenómenos volcánicos, en comparación con los utilizados hace algunas décadas, pero la comunidad científica volcánica aún no está adecuadamente preparada para la próxima gran erupción, "dijo Michael Manga, profesor en el departamento de ciencias terrestres y planetarias de la Universidad de California, Berkeley, y presidente del comité. "Hay desafíos fundamentales que deben abordarse y requieren un esfuerzo sostenido de todas las disciplinas. Al trabajar hacia estos grandes desafíos, la comunidad científica de los volcanes puede ayudar a cuantificar el efecto global de las erupciones y mitigar los peligros, beneficiando en última instancia a millones de personas que viven en áreas volcánicamente activas ".

El comité describió varias preguntas clave y prioridades de investigación en áreas tales como los procesos que mueven y almacenan magma debajo de los volcanes; cómo comienzan las erupciones, evolucionar, y punto; cómo entra en erupción un volcán; pronosticar erupciones; la respuesta de los paisajes, océanos y la atmósfera a erupciones volcánicas; y la respuesta de los volcanes a los cambios en la superficie de la Tierra.

Sobre la base de estas prioridades de investigación, el comité identificó tres grandes desafíos generales para el avance de la ciencia y el monitoreo de los volcanes:

Pronosticar el tamaño, duración, y peligro de erupciones mediante la integración de observaciones con modelos

Los pronósticos actuales se basan en el reconocimiento de patrones en los datos de seguimiento. Estos enfoques han tenido un éxito desigual porque los datos de monitoreo no capturan la diversidad de volcanes o su evolución a lo largo del tiempo. Un enfoque basado en modelos de procesos físicos y químicos, informado por los datos de seguimiento, como se hace en la previsión meteorológica, podría mejorar la precisión de los pronósticos de erupciones. Este enfoque requiere la integración de datos y metodologías de múltiples disciplinas, dice el informe.

Cuantificar los ciclos de vida de los volcanes y superar nuestra comprensión sesgada actual

La comprensión actual del ciclo de vida de un volcán está sesgada porque solo se estudia una pequeña cantidad de volcanes. Monitoreo extendido desde el suelo, mar, y el espacio puede superar algunos de estos sesgos de observación, dice el informe. Ampliar y mantener las capacidades de monitoreo y apoyar la infraestructura para que los datos históricos y de monitoreo estén disponibles son fundamentales para avanzar en la comprensión de los procesos volcánicos y evaluar los peligros volcánicos. El comité señaló que las tecnologías emergentes, como sensores económicos, drones y los nuevos métodos geoquímicos microanalíticos son herramientas prometedoras para proporcionar nuevos conocimientos sobre la actividad volcánica.

Construyendo una comunidad científica de volcanes coordinada

Cerca de 100 volcanes entran en erupción en algún lugar de la Tierra cada año. Fortalecimiento de la investigación multidisciplinar, asociaciones nacionales e internacionales de investigación y seguimiento, y las redes de formación pueden ayudar a la comunidad investigadora a maximizar los avances científicos que resultan del estudio de las erupciones en todo el mundo, dijo el comité.

El informe cita la erupción en curso del volcán Bogoslof en Alaska como un ejemplo que destaca estos tres desafíos. Un mando a distancia, volcán inicialmente submarino en el arco de las islas Aleutianas, la erupción comenzó a fines de diciembre de 2016 y la actividad ha continuado hasta febrero de 2017. En solo un mes, el volcán produjo numerosas explosiones con penachos que se elevan 20, 000-35, 000 pies, planteando un peligro significativo para la aviación del Pacífico Norte. El Observatorio del Volcán de Alaska del Servicio Geológico de EE. UU. (AVO) se ha basado en sismómetros distantes, datos satelitales, infrasonido y detección de rayos para monitorear la actividad porque no hay instrumentos terrestres en el volcán. El comité dijo que AVO ha podido proporcionar una alerta temprana solo para algunos de estos eventos peligrosos. Esta erupción también subraya la comprensión limitada de la erupción de magma. En más de 20 eventos discretos, el volcán emergente ha remodelado sus costas repetidamente, proporcionando instantáneas de las interacciones volcán-paisaje.