Los volcanes y cómo entran en erupción
Hace unos 640.000 años, una erupción masiva sacudió la tierra que hoy es el Parque Nacional de Yellowstone. La erupción arrojó cenizas sobre gran parte del área que ahora son los Estados Unidos. Expulsó 6.000 veces el volumen de la mortal erupción del Monte Santa Helena en 1980 en Washington. Y creó un cráter que tiene 45 kilómetros de ancho y 85 kilómetros de largo.
Hay poco riesgo de otra erupción masiva en el corto plazo, pero el área de Yellowstone todavía está volcánicamente activa. «Yellowstone ha tenido muchas erupciones pequeñas desde entonces», dice Christy Till, una vulcanóloga que trabaja en la Universidad Estatal de Arizona en Tempe. Pero en comparación con las grandes erupciones del pasado de Yellowstone, estos eventos más pequeños son más «como un pequeño eructo», dice.
Al estudiar las rocas de Yellowstone, Till y su equipo descubrieron que los procesos que iniciaron la erupción grande más reciente de Yellowstone pueden haber tomado menos de un año. Otras rocas formadas por lava están ayudando a los investigadores a seguir aprendiendo sobre las erupciones en todo el mundo, pasadas y presentes.
Dónde encontrar volcanes
Los volcanes ocurren donde el magma, roca fundida del interior de la Tierra, sale a la superficie. Allí, se conoce como lava. Esto sucede regularmente donde las placas tectónicas de la Tierra se están separando, como en las dorsales oceánicas. Aquí, el manto empuja a través del espacio y se derrite, creando magma.
El manto también puede derretirse donde una placa tectónica se hunde debajo del borde de otra. Esto se llama subducción. A medida que la placa en subducción se sumerge debajo de la otra placa, trae agua consigo. Esa agua puede provocar la fusión.
Otros lugares donde el manto puede derretirse y atravesar la corteza son donde la Tierra está más caliente de lo normal debajo de la superficie. Tales afloramientos calientes produjeron la cadena de las islas hawaianas.
Placas y puntos calientes
Los volcanes ocurren en lugares específicos de la Tierra, señala Teresa Ubide, vulcanóloga de la Universidad de Queensland en Brisbane, Australia. En estos lugares, las características de la geología de nuestro planeta permiten que el magma, roca fundida del interior de la Tierra, salga a la superficie. (Después de que emerge, el magma se conoce como lava).
El magma proviene del manto, la capa intercalada entre el núcleo de la Tierra y su delgada corteza exterior. El manto es típicamente sólido y puede derretirse para formar magma. El núcleo de la Tierra calienta el manto desde el fondo. En algunos lugares, la roca calentada, que es menos densa que el manto circundante, sube hacia la superficie de la Tierra.
Esto sucede regularmente donde las placas tectónicas de la Tierra se están separando. Allí, el manto empuja a través del espacio y se derrite, creando magma. Por ejemplo, tal magma alimenta las erupciones volcánicas en una grieta submarina entre placas que corre por el medio del Océano Atlántico. Esta grieta rompe la superficie en Islandia, causando erupciones regulares allí.
El manto también puede derretirse donde una placa tectónica se hunde debajo del borde de otra. Esto se llama subducción. A medida que la placa en subducción se sumerge debajo de la otra placa, trae agua consigo. Esa agua puede provocar la fusión. Este tipo de fusión del manto suele producir los volcanes más explosivos, dice Ubide. Ocurre en lugares de las costas occidentales de América del Norte y del Sur. El Monte Santa Helena es un ejemplo de este tipo de volcán.
Otros lugares donde el manto puede derretirse y atravesar la corteza son aquellos donde la Tierra está más caliente de lo normal debajo de la superficie. Esto es cierto para Hawái en el Océano Pacífico. «Geológicamente hablando, está en medio de la nada», dice Ubide. «Pero tiene la mayor anomalía de calor debajo, y es por eso que se produce vulcanismo».
A veces, el magma puede atascarse en su camino a la superficie. Puede permanecer en bolsas fundidas a profundidades que se extienden hasta el manto. En algunos lugares, el magma puede permanecer durante decenas, cientos o miles de años. Pero en otros, el magma puede moverse del manto a la corteza en días u horas.
Almacenamiento de magma
El magma proviene del manto, la capa intercalada entre el núcleo de la Tierra y su delgada corteza exterior. El manto es típicamente sólido, pero puede derretirse para formar magma. El núcleo de la Tierra calienta el manto desde el fondo. En algunos lugares, la roca calentada, que es menos densa que el manto circundante, sube hacia la superficie de la Tierra, pero a veces se atasca en el camino. Puede permanecer en bolsas fundidas y en algunos lugares permanece durante decenas, cientos o miles de años. En otros lugares, el magma puede moverse del manto a la corteza en días u horas.
Magmas gaseosos
El equipo de Till ha examinado informes sobre casi 90 erupciones que abarcan desde la prehistoria hasta los tiempos modernos. Los investigadores encontraron algunos desencadenantes de erupciones relacionados con el gas que se disuelve en el magma.
Lo que sucede en un volcán es similar a lo que sucede en una botella de refresco, dice Till. Al igual que el magma, los refrescos embotellados contienen gas disuelto. Este gas permanece disuelto porque está embotellado a alta presión. Pero cuando abres una botella, la presión en la botella disminuye. El gas ya no puede permanecer disuelto. «Esas burbujas forman una gran espuma», dice. «Si agitas tu refresco, harás que explote por la parte superior».
Cuando ocurren erupciones volcánicas, generalmente se debe a que el gas no puede permanecer disuelto en el magma y se forman burbujas.
Burbuja, burbuja
Lo que sucede en un volcán es similar a lo que sucede en una botella de refresco, dice Christy Till. Al igual que el magma, los refrescos embotellados contienen gas disuelto. Este gas permanece disuelto porque está embotellado a alta presión. Pero cuando abres una botella, la presión en la botella disminuye. El gas ya no puede permanecer disuelto. Las burbujas forman una «gran espuma», dice. Y agitar el refresco hará que explote.
Las burbujas pueden formarse cuando un nuevo lote de magma se une a una bolsa de magma que ha estado asentada debajo de la superficie. Las burbujas también pueden surgir cuando algo de magma se enfría, cristalizándose en roca. Esto forma lo que es como un granizado de magma dentro de un volcán. Eventualmente, no hay suficiente magma para disolver todo el gas, por lo que se forman burbujas. Solo el líquido fundido puede entrar en erupción. Pero no lo hará si hay demasiada roca. Entonces, al igual que un granizado que está demasiado helado e imposible de sorber, un magma con demasiada roca puede atascarse dentro de un volcán.
Las erupciones también pueden ocurrir cuando el magma intenta moverse a un espacio que es demasiado pequeño para él. La presión creciente puede forzar la roca fundida hacia arriba y hacia afuera del volcán. Pero, dice Till, los investigadores creen que la mayoría de las erupciones ocurren debido a lo que le sucede al gas en el magma.
Hay alrededor de 1.500 volcanes activos en todo el mundo.
Mensajeros volcánicos
La lava (magma en erupción) contiene cristales que comenzaron a formarse en el viaje del magma a la superficie. Al estudiar estos cristales, los investigadores obtienen pistas sobre las profundidades a las que se almacena el magma y los procesos que desencadenan una erupción, dice Ubide. «Es un poco como si entendieras la personalidad de un volcán en particular».
Los investigadores pueden combinar esta información con otros mensajes que registran en la superficie para aprender sobre lo que ocurre bajo tierra. Una nueva inyección de magma en bolsas subterráneas podría ir acompañada de terremotos, por ejemplo. Los científicos pueden usar la ubicación y la profundidad de esos terremotos para rastrear el ascenso del magma, dice Ubide.
O la composición de los gases muestreados en la superficie puede revelar si se ha agregado nuevo magma al que se almacena bajo tierra. El equipo de Ubide encontró señales químicas en las rocas de lava de una erupción de 2021 en La Palma, una isla en el Océano Atlántico Norte. Estas pistas químicas rastrearon la magnitud de los terremotos y el gas de dióxido de azufre expulsado del volcán.
Los científicos esperan usar estos mensajes volcánicos (rocas, gases y terremotos) para detectar las señales de una erupción próxima antes. Eso podría darles a las personas más tiempo para prepararse. Alrededor del 10 por ciento de la población mundial vive a menos de 100 kilómetros de un volcán activo, dice Ubide. «No podemos evitar que un volcán entre en erupción, pero podemos prepararnos lo más posible para ello».
En 2021, un volcán en La Palma, una isla frente a la costa occidental de África, entró en erupción, enviando chorros de ceniza y lava al aire. A medida que la lava fluía hacia el mar, cubría casas y otros edificios. Los residentes tuvieron que evacuar. Los investigadores están estudiando las rocas, los gases y la actividad sísmica de los volcanes para dar a las personas más tiempo para prepararse para las erupciones.
