Un nuevo estudio ha demostrado que el monitoreo de bajas frecuencias inaudibles llamado infrasonido producido por un tipo de volcán activo podría mejorar el pronóstico de importantes, erupciones potencialmente mortales.

Científicos de la Universidad Estatal de Stanford y Boise analizaron el infrasonido detectado por las estaciones de monitoreo en las laderas del volcán Villarrica en el sur de Chile. uno de los volcanes más activos del mundo. El sonido distintivo emana del turbulento de un lago de lava dentro de un cráter en la cima del volcán y cambia según la actividad del volcán.

El estudio demostró cómo los cambios en este sonido indicaron un aumento repentino en el nivel del lago, junto con movimientos rápidos hacia arriba y hacia abajo del lago creciente cerca del borde del cráter justo antes de una gran erupción en 2015. Seguimiento del infrasonido en tiempo real e integrándolo con otros datos, como lecturas sísmicas y emisión de gases, podría ayudar a alertar a los residentes y turistas cercanos de que un volcán está a punto de explotar, dijeron los investigadores.

"Nuestros resultados apuntan a cómo el infrasonido podría ayudar a pronosticar erupciones volcánicas, "dijo el coautor del estudio, Leighton Watson, un estudiante de posgrado en el laboratorio de Eric Dunham, profesor asociado en el Departamento de Geofísica de la Escuela de la Tierra de Stanford, Energy &Environmental Sciences y también coautor. "El infrasonido es potencialmente una pieza clave de información disponible para los vulcanólogos para medir la probabilidad de una erupción con horas o días de anticipación".

El estudio, publicado el 14 de febrero en la revista Cartas de investigación geofísica , está dirigido por Jeffrey Johnson, profesor asociado de geofísica en la Universidad Estatal de Boise en Idaho.

El gigante dormido ruge despierto

Villarrica es una pintoresca montaña con una altitud de 9, 300 pies. El volcán cubierto de nieve se cierne sobre un lago y frente a la ciudad de Pucón, que aumenta a un cuarto de millón de personas en la temporada turística de verano. Por la noche, Los residentes de Pucón a menudo pueden ver un resplandor escarlata del lago de lava de Villarrica, normalmente escondido muy por debajo del borde del volcán.

La ominosa serenidad que se había mantenido en Villarrica desde su última erupción a mediados de los 80 terminó en la madrugada del 3 de marzo. 2015. Una fuente incandescente de lava se disparó desde la cima de la montaña casi una milla hacia el cielo, escupiendo cenizas y escombros y disparando relámpagos de las densas nubes generadas por el calor que envuelven la cumbre. Alrededor de las 4, 000 personas evacuaron el área inmediata. La erupción resultó ser de corta duración, sin embargo, y con riesgos mínimos de deslizamientos de tierra e inundaciones por nieve derretida, los evacuados pronto regresaron a sus hogares.

Las estaciones de monitoreo de infrasonidos establecidas en Villarrica solo dos meses antes del evento de 2015 y mantenidas por el coautor José Palma de la Universidad de Concepción en Chile capturaron su actividad sónica antes y después. Estudiando estos datos, el equipo de investigación vio que en el período previo a la erupción, el tono del infrasonido aumentó, mientras que la duración de la señal disminuyó. Sobrevuelos en aviones documentaron los cambios en el lago de lava de Villarrica, permitiendo a los investigadores explorar las conexiones entre su altura y la generación de sonido.

Watson ofreció una analogía musical para explicar esta relación. Similar a una persona que sopla en un trombón, las explosiones de las burbujas de gas que se elevan y luego estallan en la superficie del lago de lava crean ondas sonoras. Así como la forma de un trombón puede cambiar el tono de las notas que produce, la geometría del cráter que contiene el lago de lava modula sus sonidos. Cuando el lago de lava está en lo profundo del cráter del volcán, el sonido se registra en un tono o frecuencia más bajo, "al igual que cuando se extiende un trombón, "dijo Watson. Cuando el lago de lava se eleva en el cráter, potencialmente anunciando una erupción, el tono o la frecuencia del sonido aumenta, "al igual que cuando se retrae el trombón, "dijo Watson.

Señales de advertencia

La investigación futura buscará vincular la generación de infrasonidos con otras variables críticas en el monitoreo de volcanes y el pronóstico de erupciones. como la sismicidad. Antes de una erupción La actividad sísmica en forma de pequeños terremotos y temblores casi siempre aumenta. Esta sismicidad emana de varios kilómetros bajo tierra a medida que el magma se mueve a través del "sistema de plomería" del volcán de fracturas y conductos que conectan la abertura del volcán con las cámaras de magma en la corteza de nuestro planeta. Los vulcanólogos piensan que los cambios en los niveles de los lagos de lava, y su infrasonido concomitante, son el resultado de la inyección de nuevo magma a través de tuberías volcánicas, aumentando las probabilidades de un estallido violento.

De este modo, la recopilación de infrasonidos debería resultar beneficiosa para fines de pronóstico en volcanes de "respiradero abierto" como Villarrica, donde un lago expuesto o canales de lava conectan las entrañas del volcán con la atmósfera. Volcanes de ventilación cerrada, sin embargo, donde el magma acumulado permanece atrapado debajo de la roca hasta que ocurre una erupción explosiva, no generan el mismo tipo de infrasonido y, por lo tanto, plantean desafíos de pronóstico adicionales. Un ejemplo de un volcán de ventilación cerrada es Mount St. Helens en el suroeste del estado de Washington, cuya erupción en 1980 sigue siendo la erupción más letal y destructiva en la historia de los Estados Unidos.

"Los volcanes son complicados y actualmente no existe un medio universalmente aplicable para predecir erupciones. Con toda probabilidad, nunca lo habrá "Dunham dijo." En cambio, podemos observar los muchos indicadores de aumento de la actividad volcánica, como la sismicidad, emisiones de gas, deformación del suelo, y, como demostramos en este estudio, infrasonido, con el fin de hacer pronósticos sólidos de erupciones ".