¿Qué causa una erupción? ¿Por qué algunos volcanes entran en erupción con regularidad? mientras que otros permanecen inactivos durante miles de años? Un equipo de geólogos y geofísicos, dirigido por la Universidad de Ginebra (UNIGE), Suiza, ha revisado la literatura sobre los mecanismos internos y externos que conducen a una erupción volcánica. Analizar la termomecánica de los procesos volcánicos profundos y la propagación del magma a la superficie, junto con la química del magma, los geólogos determinaron que la mayor parte del magma que se eleva desde las profundidades en realidad no provoca una erupción volcánica. También muestran que los volcanes más antiguos tienden a producir menos frecuentes, pero erupciones más grandes y peligrosas. Sus hallazgos, publicado en La naturaleza revisa la tierra y el medio ambiente , ayudará a perfeccionar los modelos de procesos volcánicos para reducir el impacto de las erupciones volcánicas en los más de 800 millones de personas que viven cerca de volcanes activos.

La actividad volcánica sigue siendo difícil de predecir incluso cuando se supervisa de cerca. ¿Por qué el monte Fuji no entró en erupción después del fuerte terremoto en Tohoku? ¿Japón? ¿Por qué la erupción de Eyjafjallajökul generó una cantidad tan grande de ceniza volcánica? Para determinar las causas de las erupciones volcánicas, geólogos y geofísicos liderados por Luca Caricchi, profesor del Departamento de Ciencias de la Tierra de la Facultad de Ciencias de la UNIGE, han retomado la literatura existente y analizado todas las etapas que preceden a una erupción.

El camino del magma desde las profundidades de la Tierra.

El magma es roca fundida que proviene de decenas de kilómetros de profundidad y se eleva a la superficie de la Tierra. "Durante su viaje, el magma puede quedar atrapado en depósitos dentro de la corteza terrestre, donde puede estancarse durante miles de años y potencialmente nunca entrar en erupción, "explica Meredith Townsend, investigador del Departamento de Ciencias de la Tierra de la Universidad de Oregon (EE. UU.). Especializado en modelado termomecánico, el investigador estadounidense se centró en calcular la presión necesaria para que el magma rompa las rocas que rodean el depósito y ascienda a la superficie.

Eleonora Rivalta, investigador del Centro de Investigación de Geociencias de Potsdam (Alemania) y de la Universidad de Bolonia (Italia), estudió la propagación del magma a medida que sube a la superficie:"Si está lo suficientemente líquido, eso es si no contiene demasiados cristales, el magma puede elevarse muy rápidamente mediante una especie de fracking autopropulsado, ", continúa. Si el magma cristaliza más del 50%, se vuelve demasiado viscosa y su marcha hacia la superficie se detiene. El magma también puede tomar diferentes caminos, vertical, horizontal o inclinado. Luca Caricchi se especializa en química del magma, que proporciona información vital sobre el estado del magma antes de que ocurra una erupción volcánica. "La química del magma y los cristales que contiene proporcionan información vital sobre la secuencia de eventos que conducen a una erupción volcánica, lo cual es valioso para interpretar mejor las señales de monitoreo de volcanes activos y anticipar si podría ocurrir una erupción, "explica el investigador con sede en Ginebra. Por último, Atsuko Namiki, investigador de la Escuela de Graduados de Estudios Ambientales de la Universidad de Nagoya (Japón), ha analizado los factores desencadenantes externos de una erupción, como terremotos, mareas o lluvia:"Estos por sí solos no pueden causar una erupción, el magma tiene que estar listo y esperando un disparador ".

"Para que se produzca una erupción, se deben cumplir varias condiciones simultáneamente. El magma con menos del 50% de cristales debe almacenarse en un depósito, Empieza Luca Caricchi. Entonces este reservorio debe estar sobrepresurizado. La sobrepresión puede ser el resultado de fenómenos internos como una nueva inyección de magma o la disolución de gases magmáticos o puede elevarse a valores críticos por eventos externos como terremotos. Finalmente , una vez que la presión es suficiente para que el magma comience a subir, todavía hay muchos obstáculos que pueden evitar que el magma haga erupción.

La edad del volcán como criterio principal

Este análisis exhaustivo arroja luz sobre el comportamiento de los volcanes que puede cambiar a lo largo de su vida. "Cuando un volcán comienza a estar activo, su embalse es bastante pequeño (unos kilómetros ³ ) y la corteza circundante es relativamente fría, lo que lleva a muchos frecuentes, pero erupciones pequeñas y bastante predecibles, ", explica Luca Caricchi. Es una historia diferente con los volcanes antiguos." Su reservorio es más grande y las rocas a su alrededor están más calientes. Cuando se inyecta nuevo magma, no genera mucha sobrepresión porque las rocas alrededor del reservorio se deforman y el crecimiento continúa, ", dice el geólogo. Como ejemplo, el monte St. Helens (EE. UU.) comenzó a hacer erupción hace 40.000 años (un lapso de tiempo según los estándares geológicos) y su última erupción en 2008 fue pequeña y no peligrosa. Por el contrario, Toba (Indonesia) comenzó a hacer erupción explosivamente hace aproximadamente 1,2 millones de años y su última erupción hace 74000 años fue cataclísmica. Destruyó totalmente los alrededores y tuvo un impacto en el clima global.

Finalmente, la acumulación de grandes cantidades de magma dará lugar a grandes erupciones. "Es más, las señales de alerta son muy difíciles de detectar porque las altas temperaturas disminuyen la actividad sísmica y la interacción entre los gases y el magma modifica su composición, lo que dificulta la comprensión de lo que sucede debajo, ", dice. Cuanto mayor sea la tasa de entrada de magma, cuanto más rápido "envejece" el volcán.

Sabiendo la edad del volcán, que se puede fechar analizando el circón en las rocas, permite a los geólogos comprender la etapa de vida de los volcanes. "Actualmente hay 1, 500 volcanes activos, y alrededor de 50 de ellos entran en erupción cada año. Saber si evacuar o no a la población es crucial y esperamos que nuestro estudio contribuya a disminuir el impacto de la actividad volcánica en nuestra sociedad, "continúa Luca Caricchi." Con suerte, nuestros hallazgos se probarán en volcanes que se han estudiado extensamente, como los de Italia, EE. UU. Y Japón, y transferidos a otros volcanes de los que hay menos datos, como en Indonesia o Sudamérica ".