La retrospectiva es 20/20.

¿Qué hay de nuevo?

Los científicos han descubierto que el magma podría haber estado moviéndose silenciosamente bajo La Palma entre 10 y 15 años antes de la erupción de 2021, sin que sus equipos de monitorización pudieran detectarlo.

¿Qué se midió y por qué?

Las rocas volcánicas se originan en el manto como magma y ascienden a través de la corteza hacia la superficie, donde finalmente pueden entrar en erupción en forma de lava. El viaje hacia arriba puede implicar muchos ciclos de calentamiento, enfriamiento, almacenamiento en depósitos de magma y mezcla con otros magmas. En lugar de una cámara magmática circular única tradicional, los vulcanólogos ahora consideran los sistemas de tuberías volcánicas como extensas regiones de almacenamiento con una amplia gama de temperaturas, profundidades y composiciones químicas.

Las lavas están compuestas por muchos minerales diferentes que se encuentran en forma de cristales en la roca. Los cristales de cada mineral tienen diferentes composiciones químicas, formas y tamaños, y abundancia en una lava determinada. Cada uno de estos cristales se forma preferentemente a diferentes presiones y temperaturas bajo la superficie de la Tierra, y mediante el análisis de la abundancia, el tamaño y la forma de los cristales en una lava, los vulcanólogos pueden reconstruir su viaje y deducir cuándo y dónde se produjeron los diferentes procesos. Este estudio en particular analiza muestras de tres de los flujos de lava de 2021 para realizar experimentos a alta temperatura con ellas.

¿Qué muestran los resultados?

1. Durante los 10-15 años anteriores a la erupción, se inyectó nuevo magma desde el manto hacia el depósito de magma superficial, a unos 10 km de profundidad.

2. Inusualmente, no se registraron terremotos asociados a estos eventos, lo que sugiere que ya existía una conexión establecida entre el manto y el depósito de magma superficial, y que el nuevo magma no tuvo que separar ninguna roca nueva.

Durante la erupción, el depósito cortical se vació el 27 de septiembre, tras lo cual se recargó con magmas más calientes y fluidos procedentes del manto, lo que explica la pausa y el cambio en el tipo de erupción a partir de esa fecha.

¿Qué hay de nuevo?

Los científicos utilizaron señales sísmicas para rastrear los cambios en el subsuelo a medida que el magma ascendía antes de la erupción de 2021.

¿Qué se midió y por qué?

Además de los terremotos típicos, los sismómetros también pueden registrar señales continuas de muy baja magnitud procedentes del ruido de fondo, conocido como ruido ambiental, de las olas del mar y otras fuentes. Las ondas sísmicas procedentes de fuentes de ruido ambiental registran información sobre las capas del subsuelo por las que viajan, normalmente en los primeros kilómetros de la corteza terrestre. Si se miden las señales de ruido ambiental con varios sismómetros en una zona, se puede generar, mediante un análisis detallado, una imagen de las capas del subsuelo y de cómo cambian con el tiempo.

En las erupciones volcánicas, esto se ha utilizado para medir los cambios en el subsuelo a lo largo del tiempo a medida que el magma asciende hacia la superficie. En comparación con la roca sólida, las ondas sísmicas viajan más lentamente a través del magma ascendente, más caliente y fluido, y esto se puede medir a partir de las señales de ruido ambiental. Este estudio aplicó estos métodos de forma retrospectiva a los datos sísmicos de 2018-2022, para ver si podían identificar algún cambio que condujera a la erupción.

¿Qué muestran los resultados?

1. A partir del 12 de septiembre de 2021, se registró una disminución drástica de la velocidad sísmica, interpretada como el rápido movimiento del magma hacia la superficie.

2. Antes del 12 de septiembre, no se habían registrado cambios de magnitud similar.

3. Aunque esta técnica se aplicó de forma retrospectiva, existe la posibilidad de aplicarla en el futuro en tiempo casi real, donde podría servir como una valiosa herramienta de vigilancia volcánica.

¿Qué hay de nuevo?

Los científicos utilizaron mediciones del movimiento del suelo para pronosticar cuándo podría terminar la erupción de 2021.

¿Qué se midió y por qué?

Las estaciones GNSS registran el movimiento del suelo causado por una serie de procesos. En las zonas volcánicas, los procesos volcánicos pueden provocar que el suelo alrededor del volcán se infle o se desinfle. Estos movimientos son del orden de centímetros y suelen estar causados por cambios en la presión de un sistema magmático, lo que provoca el levantamiento o el hundimiento del terreno, respectivamente. Un ciclo «clásico», aunque demasiado simplificado, del movimiento del terreno en los volcanes comienza con un levantamiento que precede a la erupción hasta que la presión supera la resistencia de la roca circundante, provocando una erupción. La erupción de material procedente de un depósito de magma reduce la presión que provoca el hundimiento durante una erupción y, tras esta, puede volver a producirse un levantamiento si se bombea nuevo magma al depósito.

Este estudio caracteriza los datos del GNSS que muestran el hundimiento a lo largo de la erupción. La tendencia al hundimiento fue más rápida al principio, antes de ralentizarse hasta casi desaparecer al final de la erupción. El estudio ajustó esta tendencia de ralentización del hundimiento con una curva de mejor ajuste, midiendo dónde se nivelaba la curva y tomando esto como una estimación del final de la erupción. Comenzaron con los datos de deformación de toda la erupción, antes de eliminar poco a poco los datos de deformación del final de la erupción y repetir el estudio, para ver cuántos días de datos de deformación necesitaban para obtener una buena estimación de la fecha de finalización de la erupción.

¿Qué muestran los resultados?

1. Este enfoque se aplicó durante la erupción y proporcionó una previsión precisa del final de la erupción, pero era demasiado incierto para que las autoridades lo utilizaran durante la erupción.

2. Las previsiones retrospectivas realizadas después de la erupción fueron precisas y menos inciertas, y se hicieron más precisas y menos inciertas a lo largo de la erupción a medida que se disponía de más días de datos de series temporales del GNSS.

3. A partir de los 47 días de la erupción, que duró 85 días, las estimaciones de la duración de la erupción a partir de las predicciones retrospectivas se estabilizaron y fueron precisas.

4. Para las erupciones que cumplen ciertos criterios, esto significa que este método puede utilizarse; es posible que en futuras erupciones en La Palma y en otros lugares se puedan realizar predicciones del final de una erupción.

Un ejemplo del tipo de tendencias decrecientes a lo largo del tiempo que se observaron en la deformación del terreno y las emisiones de SO2 y que se utilizaron para pronosticar el final de la erupción.

¿Qué hay de nuevo?

Los científicos utilizan mediciones de gases por satélite para determinar cuándo iba a terminar la erupción de 2021.

¿Qué se midió y por qué?

Durante una erupción volcánica, las emisiones de gases a la atmósfera, similares al movimiento del suelo en el ejemplo anterior, pueden ser indicativas de la presión en un sistema magmático. Si una erupción está impulsada simplemente por el drenaje de una cámara magmática, como en La Palma, se esperaría que las emisiones de gases se redujeran a lo largo de la erupción hasta que esta se detuviera. Una forma muy utilizada de medir las emisiones de gases volcánicos es medir el dióxido de azufre (SO2) en la atmósfera mediante satélites, ya que el SO2 es más fácil de detectar que otros gases volcánicos.

Este estudio recopiló datos sobre las emisiones de SO2 durante toda la erupción de Tajogaite en 2021 e intentó utilizar la disminución (disminución a lo largo del tiempo) de las emisiones de SO2 para pronosticar el final de la erupción. También se intentó determinar qué umbral basado en las emisiones podría utilizarse para pronosticar mejor el final de la erupción.

¿Qué muestran los resultados?

1. Pudieron pronosticar la fecha aproximada del final de la erupción a partir de los datos de emisiones de SO2 desde el 20 de octubre, con una incertidumbre que disminuyó a medida que se añadían más datos de la erupción. Para ello, asumieron que la erupción había terminado cuando las emisiones de gas descendieron al 6 % de las emisiones máximas registradas al inicio de la erupción.

2. Este enfoque podría utilizarse en tiempo casi real durante futuras erupciones para pronosticar el final de una erupción, siempre que las emisiones de SO2 se reduzcan con el tiempo de forma similar a la erupción de La Palma.

3. El umbral del 6 % utilizado fue el que mejor funcionó de entre los valores probados (2-10 %), pero puede ser diferente en futuras erupciones.

Mapa de emisiones de SO2 para La Palma elaborado a partir de datos satelitales del 20 de octubre de 2021.