Cómo predicen los científicos las erupciones volcánicas

Leyendo los signos vitales de un volcán

Más de 1500 volcanes potencialmente activos salpican el planeta, y aproximadamente 50 entran en erupción cada año. Predecir cuándo uno de ellos estallará sigue siendo uno de los mayores desafíos de la geología. A diferencia de la predicción meteorológica, que se basa en una física atmosférica bien comprendida, la predicción de erupciones depende de la lectura de un conjunto complejo de señales subterráneas: cada volcán con su propia personalidad y peculiaridades.

Sin embargo, los científicos han logrado avances notables. El pronóstico exitoso de la erupción del Monte Pinatubo en 1991 en Filipinas salvó miles de vidas, demostrando lo que el monitoreo moderno puede lograr. Hoy en día, los vulcanólogos combinan al menos seis "signos vitales" distintos para juzgar si un volcán se dirige hacia una erupción.

Sismología: La primera advertencia

La actividad sísmica es el indicador temprano más fiable de la agitación volcánica. A medida que el magma se abre paso hacia arriba a través de la roca, desencadena enjambres de pequeños terremotos. Los científicos distinguen entre terremotos volcano-tectónicos, causados por la fractura de la roca, y terremotos de largo período, generados por fluidos presurizados que se mueven a través de las grietas. Un tercer tipo, el temblor armónico, indica que el magma está fluyendo activamente bajo tierra.

Los volcanes de alta amenaza requieren densas redes de instrumentos. El Servicio Geológico de los Estados Unidos (USGS) recomienda al menos entre 12 y 20 estaciones sísmicas permanentes dentro de los 20 kilómetros del respiradero principal de un volcán. En Hawái, el USGS monitorea Kīlauea y Mauna Loa con más de 50 receptores GPS continuos y extensas matrices sísmicas.

Deformación del terreno y gases

Cuando el magma se acumula debajo de un volcán, la superficie se hincha, a veces centímetros, a veces metros. Los científicos rastrean esta deformación del terreno utilizando estaciones GPS, inclinómetros de pozo y radar de apertura sintética interferométrico (InSAR) desde satélites, que pueden detectar cambios a escala milimétrica en vastas áreas.

Los gases volcánicos ofrecen otra ventana al subsuelo. El vapor de agua domina, pero los cambios en las proporciones de dióxido de azufre (SO₂) y dióxido de carbono (CO₂) a menudo señalan magma fresco que asciende hacia la superficie. El USGS mide estos gases utilizando espectrómetros UV en fumarolas y sensores aerotransportados a bordo de aviones de investigación.

Una nueva señal: El método del "Jerk"

Una técnica innovadora desarrollada por investigadores del Centro Helmholtz GFZ y el Institut de Physique du Globe de Paris detecta movimientos del suelo extremadamente sutiles medidos en nanómetros por segundo al cubo. Llamado el método "Jerk", capta señales de muy baja frecuencia producidas cuando las intrusiones de magma empujan a través de la roca en las profundidades.

Probado durante una década en Piton de la Fournaise en la isla de La Reunión, el sistema predijo con éxito el 92 por ciento de 24 erupciones entre 2014 y 2023, proporcionando advertencias que van desde minutos hasta 8,5 horas. Solo el 14 por ciento de las alertas fueron "falsas", e incluso esas detectaron intrusiones de magma genuinas que simplemente se estancaron antes de llegar a la superficie. Los investigadores planean implementar el sistema en el Monte Etna en Italia.

Por qué la predicción sigue siendo imperfecta

A pesar de estos avances, los pronósticos fiables rara vez se extienden más de unos pocos días antes de una erupción. Cada volcán se comporta de manera diferente, y patrones precursores completamente nuevos pueden aparecer sin previo aviso. Según el Programa de Vulcanismo Global del Smithsonian, los pronósticos de intervalo de recurrencia (que predicen erupciones basándose en el tiempo pasado) son "notoriamente poco fiables" porque la mayoría de los volcanes carecen de historias eruptivas detalladas.

Los funcionarios del observatorio también se enfrentan a un difícil equilibrio: emitir advertencias demasiado pronto y arriesgarse al escepticismo público; esperar demasiado y arriesgar vidas. De los 169 volcanes geológicamente activos solo en los Estados Unidos, 55 se clasifican como de amenaza "muy alta" o "alta", pero muchos aún carecen del equipo de monitoreo adecuado.

Los mejores pronósticos combinan múltiples flujos de datos (sísmicos, de deformación, de gas, hidrología e imágenes satelitales) en una imagen integrada. Ningún sensor por sí solo puede predecir una erupción, pero juntos brindan a las comunidades preciosas horas o días para evacuar. A medida que nuevas herramientas como el método Jerk se expanden a más volcanes en todo el mundo, la ciencia de la predicción de erupciones continúa cerrando la brecha entre la advertencia y la catástrofe.