Al analizar la dinámica de 12 explosiones consecutivas que ocurrieron en 2018, los investigadores describen un nuevo tipo de mecanismo de erupción volcánica. Las explosiones fueron impulsadas por aumentos repentinos de presión cuando el suelo colapsó, lo que lanzó columnas de fragmentos de roca y gas caliente al aire, muy parecido a un juguete clásico de cohete.

Investigadores de la Universidad de Oregón, el Servicio Geológico de Estados Unidos y la Universidad Sichuan de China informan sus hallazgos en un artículo publicado el 27 de mayo en Nature Geoscience. .

La particular serie de explosiones en la cima del Kilauea fue parte de una secuencia de eventos que incluyeron flujos de lava que brotaron desde la parte inferior del flanco del volcán. Esos flujos de lava destruyeron miles de hogares y desplazaron a los residentes de la isla de Hawai durante meses.

Comprender exactamente lo que sucedió en erupciones volcánicas pasadas, coloquialmente llamado "hindcasting", permite a los vulcanólogos hacer mejores pronósticos sobre erupciones futuras y dar advertencias más precisas a las personas en el camino de una erupción.

En su mayor parte, las erupciones volcánicas explosivas son impulsadas principalmente por magma ascendente, agua subterránea vaporizada o alguna combinación de ambos, según Josh Crozier, quien realizó esta investigación como estudiante de doctorado en la UO. Pero estas erupciones no encajaban del todo en el molde.

"Estas erupciones son bastante interesantes porque en realidad no parecen involucrar a ninguna de las dos", dijo Crozier. "El material eruptivo contenía muy poco que pareciera magma fresco expulsado, pero tampoco hay evidencia de que haya agua subterránea significativa involucrada".

El Observatorio de Volcanes de Hawái, parte del Servicio Geológico de EE. UU., vigila de cerca el Kilauea. El volcán está cubierto de instrumentos científicos, desde sensores terrestres que miden las sacudidas de la tierra hasta herramientas que analizan los gases liberados por el volcán.

"Lo interesante de estas erupciones es que hubo un montón de ellas en secuencia que fueron notablemente similares; eso es relativamente inusual", dijo Leif Karlstrom, vulcanólogo de la UO. "Normalmente, las erupciones volcánicas no ocurren con tanta regularidad."

Así que el equipo tenía más datos de lo habitual con los que trabajar y pudo profundizar en la dinámica específica de las erupciones.

Al poner todos esos datos en una variedad de modelos atmosféricos y del subsuelo, los científicos reconstruyeron una nueva historia sobre lo que sucedió en Kilauea durante la serie de eventos de 2018.

Antes de cada explosión en la cima, el magma se drenaba lentamente de un depósito subterráneo. (Este magma alimentaba flujos de lava a 40 kilómetros de distancia, en el flanco oriental del volcán). A medida que el depósito se agotaba, el suelo sobre él, el cráter dentro de la caldera en la cima del volcán, colapsó repentinamente.

Eso aumentó rápidamente la presión en el depósito. Y debido a que había una bolsa de gas magmático acumulado en la parte superior de este depósito, el aumento de presión exprimió el gas magmático y los trozos de escombros a través de un conducto y los expulsó por un respiradero en el cráter de Kilauea.

Los investigadores comparan la dinámica de la erupción con un juguete que pisa un cohete, donde al pisar una bolsa de aire conectada a una manguera se lanza un proyectil al aire.

"El 'pisotón' es este trozo de roca de un kilómetro de espesor que cae, presuriza la bolsa y luego empuja el material directamente hacia arriba", dijo Crozier. "Y el 'cohete' es, por supuesto, el gas y las rocas que brotan del volcán."

El colapso de la caldera es bastante común, señala Crozier. Entonces, si bien esta es la primera vez que los científicos explican específicamente este mecanismo específico del cohete, probablemente no sea la única vez que ocurre.

El estudio pudo vincular las observaciones geofísicas con las propiedades de la columna volcánica en la atmósfera.

"Este vínculo es muy raro", dijo Joe Dufek, vulcanólogo de la UO. "Apunta a nuevas formas de observar las erupciones y combinar mediciones de sensores con simulaciones por computadora para evaluar mejor los peligros de las erupciones".

El hecho de que se tratara de una serie de erupciones más pequeñas puede haber hecho que fuera más fácil ver el mecanismo subyacente, dijo Dufek. Otros procesos complejos no eclipsaban el componente stomp-cohete.

Pero eso no quiere decir que Kīlauea sea simple. Un dibujo típico de un volcán en un libro de texto muestra magma moviéndose hacia arriba a través de cámaras a diferentes profundidades. Pero rara vez es tan sencillo, y un volcán como el Kilauea, adornado con instrumentos científicos, brinda la oportunidad de profundizar en los detalles.

"Este es un ejemplo, y hay un número cada vez mayor de ellos, en el que las vías de ascenso del magma son bastante geométricamente complejas", dijo Karlstrom. "Nos da una imagen mucho más matizada de cómo son los sistemas de plomería volcánica".