Vulcanología: Resurgir de las cenizas

Vulcanología: Resurgir de las cenizas

La erupción del volcán en Islandia ha supuesto una oportunidad única para los investigadores. Hablamos con los científicos que trabajan sin descanso para estudiar el volcán y sus efectos.
Katharine Sanderson
Nature 465, 544-545 (2010)

[Erupción del Eyjafjallajökull, capturada por los científicos durante un vuelo de observación el 17 de abril]

La tarde del 14 de abril, Gelsomina Pappalardo se apresuró a enviar un mensaje a sus colegas europeos para que encendieran los láseres y apuntaran con ellos hacia el cielo. El volcán islandés Eyjafjallajökull acababa de entrar en erupción y la inusual dirección del viento estaba llevando la nube de ceniza hacia el espacio aéreo europeo, lleno de tráfico. Pappalardo, que trabaja en el Instituto de Metodologías de Análisis Medioambiental situado a las afueras de Potenza (Italia) pretendía utilizar una red de instrumentos láser, conocidos por las siglas LIDAR, para medir la ceniza a medida que se expandía por el continente. Era una oportunidad de oro para que los grupos colaboradores reivindicaran la tecnología LIDAR.

Ahora bien, Pappalardo, que coordina la Red Europea de Estaciones LIDAR de Aerosoles, EARLINET, no era la única científica en alerta. Mientras el Eyjafjallajökull se expandía, decenas de investigadores de toda Europa se apresuraban a recoger datos: creadores de modelos atmosféricos, investigadores de teledetección, expertos en muestreo del aire, geólogos y vulcanólogos, todos ellos querían aprovechar la oportunidad única de medir un volcán desde su propio jardín.

En Islandia, los investigadores estudian la estructura interna del volcán, mientras los científicos que trabajan en lugares más lejanos analizan la evolución de la nube de ceniza. Todos ellos tratan de saciar la curiosidad científica surgida en torno a este fenómeno extraordinario y dramático, pero antes deben responder a los gobiernos nacionales y las autoridades de aviación civil, que quieren obtener datos sobre la erupción lo antes posible para prevenir potenciales problemas. Para ello deben olvidar su forma habitual de proceder. Trabajando prácticamente sin descanso desde la erupción, los investigadores recogen datos y los difunden rápidamente, en lugar de esperar a que la información se pueda publicar.

“Estamos trabajando mucho”, afirmó Pappalardo, que ha apelado a la voluntad de su equipo para trabajar horas extra sin cobrar y responder así a las demandas del gobierno. Según explicó, “desde el 15 de abril, duermo dos o tres horas al día, como mucho”.

Pappalardo se encuentra ahora con un problema: sus datos son tan importantes para las autoridades de aviación y los creadores de modelos atmosféricos que ambos los quieren instantáneamente. Sin embargo, las mediciones no son válidas hasta que no se analizan, lo cual lleva tiempo. Normalmente, los datos se utilizan en estudios a largo plazo de nubes, polvo sahariano y otros componentes atmosféricos que afectan al clima.

Según la propia científica, “no es un técnica sencilla”. Pappalardo quiere asegurarse de que los datos que ofrece son precisos, de tal modo que las predicciones realizadas a partir de ellos sean correctas. Para conseguirlo, trabaja hasta bien entrada la noche recopilando y analizando los datos de las 26 estaciones LIDAR repartidas por toda Europa y después proporciona esta información a las autoridades de aviación. Le gustaría, apunta, que en el futuro los gobiernos apoyaran la creación de una infraestructura que permitiera supervisar los datos en tiempo real y analizarlos automáticamente. Disponer más rápidamente de la información ayudaría a los creadores de modelos atmosféricos a mejorar sus predicciones sobre la concentración de ceniza en las distintas altitudes, información que las autoridades de aviación necesitan para decidir si se cierra el espacio aéreo o no.

Eyjafjallajökull, centro de todas las miradas
Los científicos islandeses están en el centro de la acción y son quienes más trabajo tienen. Para ellos, el Eyjafjallajökull no es sólo un problema reciente para el tráfico aéreo. Freysteinn Sigmundsson, vulcanólogo del Instituto de Ciencias de la Tierra en la Universidad de Islandia en Reikiavík, interesado en cómo se deforma la corteza de la Tierra durante los seísmos, afirmó: “Llevo 18 años vigilando de cerca este volcán”.

[Un investigador comprueba un registrador sísmico situado cerca del volcán]

Durante todo el tiempo que Sigmundsson lleva observando el volcán, siempre ha presentado algún tipo de actividad sísmica. Sin embargo, ésta se intensificó en diciembre de 2009 y finalmente desembocó en una erupción de lava el 20 de marzo de 2010. El pico en el movimiento sísmico hizo que las autoridades evacuaran la zona inmediatamente próxima al volcán, antes de que su cráter comenzara a escupir ceniza el 14 de abril.

Esta erupción parece similar a la de 1821, que se manifestó de forma intermitente durante más de un año. Aunque esto podría indicar que la erupción actual será prolongada, los conductos de magma del Eyjafjallajökull son complejos, lo que, según Sigmundsson, dificulta las predicciones. El científico afirmó que “no hay forma de saber cuánto tiempo durará”.

Sigmundsson y sus compañeros quieren localizar el origen de los conductos que alimentan el volcán. Para ello, realizan un seguimiento de los movimientos de la tierra por medio de receptores GPS situados por todo el país y de interferómetros de radar por satélite, al tiempo que los registradores sísmicos proporcionan información sobre las estructuras subterráneas. Esta información es útil para el Instituto Meteorológico Islandés y para el gobierno, que deben analizar si es probable que la actividad volcánica crezca.

Magnús Tumi Gudmundsson, máximo responsable de la facultad de Ciencias de la Tierra en la Universidad de Islandia, supervisa la erupción del volcán por varios medios, incluidos instrumentos radar cuya radiación atraviesa la nube de ceniza y llega hasta el cráter. Su grupo de trabajo estudia la composición de la ceniza y las rocas escupidas por el volcán, así como las cantidades de ambas. Además, analiza también el agua que se genera por el deshielo producido en la cima del Eyjafjallajökull. Estos datos ayudan a predecir si el volcán va a expulsar ceniza o lava o si es probable que se produzcan inundaciones.

Fuego y agua
El agua fundida que se generó durante las primeras etapas de la erupción tuvo consecuencias muy importantes. Los investigadores sospechan que la interacción entre el agua y el magma fue que la produjo una ceniza de granos muy finos. Según Gudmundsson, entre el 50 y el 70% de los granos tenían un diámetro inferior a 100 micrómetros y algunos incluso eran menores que 10 micrómetros. En el caso de partículas tan pequeñas, el vuelo dura más y aumenta el riesgo de que entren en el motor de los aviones y se derritan en su interior, con los consiguientes daños. Dado que el hielo presente en la cima se fundió rápidamente debido a la erupción, la ceniza engrosó pasados cuatro días.

A medida que recogen datos, Gudmundsson y sus compañeros los publican en el sitio web de la universidad y los envían al Instituto Meteorológico Islandés. Gudmundsson afirma que en este centro hay 20 personas trabajando sin descanso en la supervisión del volcán, para lo cual han tenido que parar temporalmente el resto de sus proyectos. El científico espera que los datos geológicos le lleven a conclusiones válidas, que sirvan para investigar las cámaras de magma del volcán, así como qué factores intervienen en el comportamiento del magma, en especial cuando interactúa con agua. Por el momento, apuntó, todas las ideas son “simples especulaciones, todavía no he podido comprender algunos de los cambios que se están produciendo”.

Mientras los grupos de Pappalardo, Sigmundsson y Gudmunsson se apresuraban a medir la erupción, Urs Baltensperger esperaba al momento propicio. El científico dirige un laboratorio de química atmosférica en el Instituto Scherrer de Villigen (Suiza), que cuenta con instrumentos instalados en la cima del Jungfraujoch, monte suizo de 3.500 m de altura. Cuando vio que la nube de ceniza se acercaba, fue consciente de que no podía perder aquella oportunidad para recopilar datos. Según explicó, “sólo teníamos que sentarnos, relajarnos y esperar a que llegara la nube”.

El equipo de Baltensperger y sus compañeros del Empa, los laboratorios federales de Suiza para el desarrollo de las ciencias materiales y la tecnología, utilizaron filtros y otros instrumentos para medir la densidad de masa de la ceniza, es decir, la masa por unidad de volumen de aire. Además, su grupo también midió la cantidad de luz bloqueada por la nube de ceniza. A partir de estos dos valores, los investigadores pudieron calcular un parámetro necesario para averiguar, mediante la información del LIDAR, la cantidad y el tipo de ceniza presente en el cielo, además de su altitud. Dichos datos complementaron la información proporcionada por la red LIDAR de Pappalardo a las autoridades de aviación.

Baltensperger ofreció de buen grado sus resultados a las autoridades aéreas suizas, pero sostiene, al igual que Pappalardo, que para controlar adecuadamente las futuras erupciones se necesita un sistema de análisis en tiempo real y de transmisión automatizada de datos.

La erupción del volcán y la crisis que ésta generó en Europa están sirviendo para crear uniones poco habituales entre investigadores. Thor Thordarsson, vulcanólogo de la Universidad de Edimburgo (Reino Unido), que se encontraba en Islandia cuando comenzó la erupción, cree que el hecho de que las cenizas llegaran al norte de Europa, que cuenta con una red de investigación muy densa, supone una oportunidad única para reconstruir todo el proceso de erupción del volcán y lo que ocurrió en su interior. Sin embargo, como manifestó en Oxford (Reino Unido) a finales de abril frente a un grupo de investigadores que trabajan en dicho país, “sólo puede salir adelante si trabajamos todos juntos”.

Por lo que respecta a la forma de dar a conocer los datos, Sigmundsson ha optado por una opción estratégica. Su grupo publica datos actualizados relativos a la actividad sísmica, la fusión de agua y la naturaleza de la nube, tales como la altura, el color y la dirección, pero no difunde los datos originales, sin procesar. Tal como explicó, “esperamos que el resto de científicos nos den tiempo para analizar en profundidad estos datos y publicarlos en revistas científicas”.

Pappalardo, por su parte, espera que el trabajo que están realizando para ofrecer los datos del LIDAR a quienes los necesitan se vea recompensado de alguna forma. La red EARLINET, que utiliza el sistema LIDAR, lleva funcionando una década, a veces gracias a un trabajo totalmente voluntario. Durante un breve descanso, Pappalardo admite que espera que la erupción asegure la financiación de la red a largo plazo: “Ahora todos quieren disponer de estos datos”.