Un equipo de vulcanólogos que observó la colosal erupción de Kilauea en 2018, Hawai, han rastreado cómo los metales potencialmente tóxicos transportados en sus columnas de gas fueron transportados fuera del volcán para ser depositados en el paisaje.

La investigación, publicado en dos artículos complementarios en Comunicaciones Tierra y Medio Ambiente , es el estudio más extenso de liberación de metales de cualquier volcán hasta la fecha, lo que ayuda a los científicos a comprender la propagación de los vapores volcánicos ricos en metales y la exposición de las comunidades a la contaminación volcánica del aire alrededor de Hawai'i.

La erupción de Kilauea en 2018 fue la más grande en siglos, inundando el borde oriental de la isla con aproximadamente un kilómetro cúbico de lava. Más de mil personas perdieron sus hogares y muchas más sufrieron de gases volcánicos nocivos.

Comprender cómo se liberan los metales volcánicos al medio ambiente es fundamental desde una perspectiva de salud pública. "No sabemos mucho sobre estas emisiones de metales, por lo que este trabajo es un paso clave para comprender lo significativo, aún subestimado, riesgos químicos de los volcanes, "dijo Emily Mason, Doctor. estudiante de Cambridge Earth Sciences y autor principal de uno de los artículos.

Cuando los volcanes entran en erupción, exhalan un cóctel de gases, principalmente vapor, dióxido de carbono y dióxido de azufre, mezclados con metales pesados ​​evaporados, incluyendo plomo y arsénico. A las comunidades que viven junto a los volcanes, Estos gases son a menudo una fuente considerable de contaminación del aire y los metales volátiles que transportan pueden tener impactos duraderos tanto en la salud como en el medio ambiente.

Los vulcanólogos han estado midiendo las emisiones de metales volátiles de los volcanes durante décadas, pero cómo estos elementos se dispersan en la atmósfera después de una erupción, para luego llover sobre el paisaje y ser absorbido por el medio ambiente a través de suelos y cuerpos de agua, ha permanecido poco entendido.

El equipo, incluidos investigadores de la Universidad de Cambridge, reportar concentraciones más altas de metales pesados ​​en el aire dentro de un radio de 40 km de Kilauea, lo que significa que las comunidades que viven más cerca del volcán estuvieron desproporcionadamente expuestas a la contaminación por metales durante la erupción de 2018.

Creen que los fuertes vientos alisios en el momento de la erupción, combinado con la topografía del área local, provocó mayores precipitaciones y, por lo tanto, deposición de metal, más cerca del respiradero. Esto podría significar que una erupción en invierno, cuando los patrones de viento se invierten, podría resultar en una distribución diferente de la deposición de metal.

Sus resultados podrían ayudar a delinear estrategias de monitoreo ambiental durante y después de las erupciones, incluidas las pruebas específicas de los suministros de agua de la comunidad en áreas de riesgo, así como ayudar a los planificadores a decidir dónde construir de manera segura alrededor de los volcanes.

Emily Mason formaba parte de un equipo femenino de científicas de las universidades de Cambridge y Leeds que se dirigió a tomar medidas de gas cuando Kilauea hizo erupción. Masón, junto con el entonces Ph.D. de primer año. estudiantes Penny Wieser y Rachel Whitty, y las científicas de carrera temprana Evgenia Ilyinskaya y Emma Liu, llegaron cuando la erupción estaba en pleno flujo y parte de su área de estudio ya estaba cortada por lava, "Tuvimos que volar a un lugar en helicóptero. Recuerdo haber descendido a través de una densa neblina de gas volcánico ... el aire ácido en realidad nos picó la piel". dijo Mason.

"Tendemos a pensar en los peligros volcánicos más inmediatos, como la caída de ceniza, Flujos piroclásticos, lava, "dijo la Dra. Evgenia Ilyinskaya, de la Universidad de Leeds, quien dirigió la investigación sobre la dispersión de metales a favor del viento, "Pero las emisiones de metales, al igual que la contaminación del aire, son un peligro volcánico insidioso y, a menudo, subestimado, que puede tener un impacto potencial en la salud durante períodos prolongados ".

Durante las primeras semanas de la erupción, la principal preocupación por la calidad del aire era el smog volcánico, o 'vog, "que contiene principalmente dióxido de azufre con trazas de metales pesados ​​y ceniza volcánica. Pero cuando la lava fundida llegó al océano y reaccionó con el agua de mar, provocó nuevas advertencias sanitarias, a medida que se liberaban ondulantes nubes blancas de neblina de lava o 'holgazanería'; que llevan ácido clorhídrico y metales tóxicos.

Trabajando con colaboradores del USGS, el equipo tomó medidas de los gases dentro del laze y las columnas de vog secas tanto del suelo como del aire, utilizando drones especialmente equipados. Incluso desarrollaron un marco trasero para sus filtros de aire, para que pudieran mover el equipo rápidamente a través de áreas donde el aire estaba cargado de dióxido de azufre.

Mason y sus coautores descubrieron que los dos tipos de columna de gas tenían una química muy diferente, "Lo que realmente nos sorprendió fue la gran cantidad de cobre en la columna laze ... el impacto de las interacciones lava-agua de mar en la biosfera puede estar significativamente subestimado. Es interesante notar que este tipo de columna fue probablemente una característica común de las efusiones masivas de lava a lo largo de la historia geológica, algunas de las cuales se han relacionado con extinciones masivas ".

Su objetivo a largo plazo es producir mapas de peligros de contaminación para volcanes, mostrando las áreas de riesgo de contaminación por metales, un método ya utilizado para comunicar áreas que podrían estar en riesgo de otros peligros volcánicos, como la lava fluye, "Nuestra investigación es solo una parte del rompecabezas:la idea sería comprender todos estos peligros en conjunto".

Su objetivo es aplicar este método en todo el mundo, pero Mason advierte que las condiciones atmosféricas locales influyen significativamente en la dispersión y deposición de metales. Ahora quieren saber cómo el transporte de metales volcánicos podría diferir en enfriadores, ambientes más secos como la Antártida, o incluso en diferentes áreas de Hawai'i donde las precipitaciones son más bajas.