Graban los “gritos” de un volcán antes de la erupción | Ciencia y Tecnología

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EL BLOG, Ciencia y Tecnología, por José Manuel Nieves

La lava activa apareció en la cumbre del volcán Redoubt el 8 de mayo de 2009. Imagen cortesía de Chris Waythomas, Alaska Volcano Observatory.

Como si se tratara de un último aviso sobre lo que ha de venir, algunos volcanes “gritan” justo antes de entrar en erupción. Un equipo de la Universidad de Washington ha conseguido grabar esos gritos, que los investigadores llaman  “temblores armónicos”. Se pueden escuchar aquí.

No es extraño que se registre una multitud de pequeños terremotos antes de una erupción volcánica. De hecho, este fenómeno puede alcanzar tal punto de rapidez en su sucesión que crea una señal llamada “temblor armónico” que recuerda al sonido producido por varios tipos de instrumentos musicales, aunque a frecuencias mucho más bajas de lo que el oído humano puede registrar. Un nuevo análisis de la secuencia de erupciones que se produjo en el volcán Alaska’s Redoubt en marzo de 2009 muestra que el “temblor armónico” se eleva hasta frecuencias sustancialmente más altas y después se detiene abruptamente justo seis temblores antes de la erupción, cinco de los cuales aparecen de forma sucesiva.

“La frecuencia de este temblor es inusualmente alta para proceder de un volcán, y no se explica fácilmente por muchas de las teorías aceptadas”, desvela Alicia Hotovec-Ellis, estudiante de doctorado en Ciencias de la Tierra y el Espacio en la Universidad de Washington.

Al documentar la actividad, se obtuvo la prueba de que hay una presurización en el volcán justo antes de su explosión. Esto podría ayudar a perfeccionar los modelos y permitiría a los científicos comprender mejor qué sucede durante los ciclos de erupciones en volcanes como Redoubt, explica Hotovec-Ellis.

No se conoce con precisión cuál es la fuente de los terremotos y el “temblor armónico”, pero algunos volcanes emiten sonidos cuando el magma –compuesto por una mezcla de rocas fundidas, sólidos en suspensión y burbujas de gas- resuena como si subiera a través de estrechas grietas en la corteza de la Tierra.

Sin embargo, Hotovec-Ellis considera que en este caso los terremotos y el ‘temblor armónico’ suceden porque el magma se ve forzado a atravesar un estrecho conducto bajo una gran presión dentro del corazón de la montaña. El abundante magma se atasca en la superficie de la roca dentro del conducto hasta que la presión es suficiente para desplazarlo hacia arriba, donde de nuevo se atasca hasta que la presión vuelve a ser suficiente como para desplazarlo.

Cada uno de estos movimientos súbitos produce un pequeño terremoto que oscila entre magnitudes de 0,5 y 1,5 grados, explica la científica. Conforme crece la presión, los temblores se hacen más pequeños y se dan en una sucesión más rápida lo que termina por combinarse en un ‘temblor armónico’ continuo.

“Como hay menos intervalo entre cada terremoto, no hay tiempo bastante para incrementar la presión tanto como para provocar uno más grande – confirma Hotovec-Ellis-. Después de que la frecuencia se eleve hasta un nivel absurdamente alto, el ciclo se detiene y es entonces cuando el volcán explota”.

Hotovec-Ellis es la autora principal de un estudio que se publicará próximamente en el Journal of Volcanology and Geotermal Research que desvela las claves de esta investigación, financiada por la USGS and the National Science Foundation y para la que ha contado con la participación de John Vidale, de la Universidad de Washington, y de Stephanie Prejean y Joan Gomberg, de la U. S. Geological Survey.

Hotovec-Ellis también es coautora de un segundo trabajo, publicado recientemente en Nature Geoscience, que presenta un nuevo modelo de ‘fricción de la falla’ como una herramienta para evaluar los mecanismos del temblor observado en Redoubt en 2009. Esta otra investigación está liderada por Ksenia Dmitrieva, de la Universidad de Stamford, y cuenta también con la coautoría de Prejean y de Eric Dunham, de Stamford.

El incremento de la pausa en la frecuencia del ‘temblor armónico’ que se eleva justo antes de la explosión del volcán es el objeto principal del estudio publicado en Nature Geoscience. “Creemos que la pausa se produce cuando el terremoto no puede aguantar el ritmo por más tiempo y las dos caras de la falla se deslizan suavemente una contra la otra”, explica Hotovec-Ellis.

La científica ha documentado la frecuencia ascendente del temblor, comenzando en torno a 1 hertzio (o ciclo por segundo) y ascendiendo hasta aproximadamente 30 hertzios. Para los humanos, el rango de frecuencia audible comienza en torno a los 20 hertzios, pero una persona que se tendiera en el suelo sobre el conducto del magma podría escuchar el ‘temblor armónico’ cuando alcanzase su punto máximo. En cualquier caso, ésta es una actividad que Hotovec-Ellis no recomienda, ya que el temblor está inmediatamente seguido por la explosión del volcán.

Científicos del USGS Alaska Volcano Observatory han apodado como ‘los gritos’ a la frecuencia más alta del ‘temblor armónico’ por el tono tan alto que alcanza en comparación con un punto de comienzo de entre 1 y 5 hertzios. Hotovec-Ellis ha llevado a cabo dos grabaciones de la actividad sísmica, una de 10 segundos que recoge unos 10 minutos de sonidos sísmicos y ‘temblor armónico’ acelerada 60 veces; y otra de diez minutos que condensa alrededor de una hora de actividad en la que se incluye más de 1.600 pequeños terremotos que preceden la primera explosión con ‘temblor armónico’.

El creciente encadenamiento de temblores inmediatamente anterior a la explosión volcánica también ha sido documentado en el Arenal Volcano de, Costa Rica, y en el Soufrière Hills Volcano, en la isla caribeña de Montserrat. “Pero Redoubt es único en esto porque en él se entiende de forma mucho más clara qué está sucediendo –concluye Hotovec-Ellis-. Creo que el próximo paso que debemos dar ha de ir en la dirección de entender por qué los niveles de estrés que se dan en el proceso son tan altos”.

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