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Se definen las propiedades de la ceniza para predecir y analizar las erupciones volcánicas

Un estudio revolucionario financiado con fondos europeos detalla el auténtico meollo de la ceniza volcánica para poner de manifiesto conclusiones más amplias sobre el comportamiento volcánico.

Investigación fundamental

Existen más de mil volcanes potencialmente activos en la Tierra. Aparte de las repercusiones directas de los flujos de lava y las corrientes piroclásticas en las inmediaciones de un volcán, las nubes de ceniza pueden extenderse a gran distancia e incluso a todo el mundo. Esto provoca importantes perturbaciones en las vías aéreas, daña infraestructuras y tierras agrícolas tras su deposición y afecta a la salud respiratoria de los humanos. Conocer mejor cómo pueden comportarse los volcanes cuando entran en erupción puede ayudar a los responsables políticos a prepararse y mitigar sus efectos. «El principal objetivo del proyecto AVAST es mejorar las predicciones de las propiedades físicas y químicas de la ceniza que se produce durante las erupciones volcánicas. Estos datos pueden utilizarse para calibrar modelos de predicción sobre la dispersión de las cenizas volcánicas y ayudarnos a evaluar el impacto peligroso de la caída de ceniza», comenta Adrian Hornby, beneficiario de una beca posdoctoral Marie Skłodowska-Curie en la Universidad Ludwig-Maximilians en Múnich (Alemania) y coordinador científico de AVAST. El proyecto utilizó una tecnología de última generación para analizar y categorizar la ceniza con gran detalle. «La ceniza puede contarnos parte de la historia sobre cómo la deformación del volcán culminó en la fragmentación y la emisión de ceniza, y aclara cómo se dispersa la nube de ceniza. Esta información tiene importantes repercusiones para la aviación y los riesgos de caída de ceniza», explica Hornby.

Una historia escrita en ceniza

La ceniza se produce cuando el magma y la lava se fragmentan, ya sea dentro del conducto volcánico, o en peligrosos flujos impulsados por la gravedad denominados corrientes de densidad piroclástica (CDP), que son corrientes de materiales volcánicos de alta densidad y gases abrasadores que se mueven rápidamente. «Este proceso de fragmentación genera distintas propiedades de partículas, ya que los materiales volcánicos desarrollan distintos patrones de fractura según la forma en que se aplica la tensión», añade Hornby. Esto significa que las partículas de ceniza pueden tener distintas distribuciones de tamaño y forma, e incluso varía la forma en que los minerales volcánicos están distribuidos dentro de las partículas de ceniza según como se generaron las partículas. Todo esto puede analizarse para aportar más información a los científicos sobre el comportamiento volcánico, lo cual resulta especialmente útil porque no siempre es posible efectuar observaciones de las erupciones. «Aunque las partículas de ceniza no sirven para hacer ninguna predicción directa sobre cuándo pueden tener lugar las erupciones volcánicas, podrían ayudar a definir los tipos de actividad que tienen lugar en un volcán. Una mejor comprensión puede aportar información sobre procesos ocultos que generan ceniza y ayudarnos a comprender la convulsión volcánica», explica Hornby.

Flujos de información

Al comparar la ceniza natural con la producida por experimentos de fragmentación en el laboratorio, el equipo empezó a encontrar algunos patrones universales, independientemente del origen volcánico y del proceso de fragmentación. «Determinados minerales de la ceniza volcánica son más susceptibles de fracturarse y, por tanto, siempre son más abundantes en las superficies de la ceniza. Esto modifica la reactividad de la ceniza con el entorno y la atmósfera», puntualiza Hornby. Mediante experimentos, el equipo reveló que la ceniza producida en CDP tiene los granos especialmente finos y que hasta un 50 % de la masa de las CDP puede convertirse en ceniza a lo largo de una distancia de transporte de 6 km.

Formación avanzada

El apoyo de la Unión Europea brindó la oportunidad al proyecto de reunir los hallazgos resultantes de las observaciones de campo, los experimentos de laboratorio y los fenómenos naturales. Las oportunidades de formación avanzadas, como en la tecnología de QEMSCAN (microscopía de electrones), ayudaron a desarrollar conocimientos especializados para todos los investigadores del equipo de AVAST. Los científicos prevén regresar al laboratorio, así como sobre el terreno, para reproducir los procesos de producción de ceniza en CDP. Pronto se publicará un gráfico final con la correlación entre las propiedades de la ceniza y los procesos de fragmentación.

Palabras clave

AVAST, volcanes, ceniza, caracterización, análisis, lava, fragmento, comportamiento

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