Exuberantes colinas cradean las tranquilas aguas del lago Saint Anne de Rumania, que descansa en un antiguo cráter de la erupción del volcán Ciomadul. El pico alcanzó su cima por última vez hace unos 30.000 años, y su larga quietud ha llevado a muchos a suponer que el volcán probablemente no entraría en erupción de nuevo.
Pero resulta que las rocas a kilómetros por debajo de esta serena escena pueden estar cocinándose con una sorprendente cantidad de calor. Un estudio publicado recientemente en Earth and Planetary Science Letters sugiere que el sistema probablemente alberga entre cinco y 14 millas cúbicas de magma, un volumen máximo superior al de las 20.000 Grandes Pirámides de Giza.
Para ser claros, esto no significa que una erupción esté necesariamente en el futuro del volcán. Pero el trabajo llama la atención sobre los peligros potenciales de volcanes a menudo pasados por alto que han hervido silenciosamente durante decenas de miles de años.
» Observamos preferentemente los volcanes activos, obviamente porque muestran evidencia de riesgo real», dice el autor del estudio Mickael Laumonier de la Universidad Clermont Auvernia, Francia. «Pero no debemos olvidar otros volcanes jóvenes relativamente recientes, porque podrían presentar un riesgo que deberíamos evaluar.»
Al combinar el análisis geofísico y geoquímico con simulaciones numéricas, el estudio ofrece a los investigadores una vista impresionante de lo que se puede estar gestando debajo de Ciomandul, y promete ayudar a los científicos a comprender mejor cómo evolucionan sistemas volcánicos similares con el tiempo. (Explora los titanes volcánicos del Anillo de Fuego.)
» Todo esto es un gran trabajo», dice Janine Krippner, vulcanóloga del Smithsonian Global Volcanism Program que no participó en el estudio. Pero advierte que separar las condiciones precisas millas por debajo de la superficie es una tarea increíblemente difícil.
«Todavía no estamos diciendo que ese es el caso», dice. «Es decir, tenemos muchos datos que muestran que esto es lo que podría ser.»
Llamas volcánicas eternas
En un momento dado, al menos 20 volcanes están en erupción en todo el mundo. Pero hay muchos más que potencialmente pueden estar activos: el problema es averiguar cuáles. (Lea sobre cómo se forman los volcanes y la erupción más mortífera de la historia.)
Los volcanes como Ciomadul que no han entrado en erupción en los últimos 10.000 años o así, a menudo se llaman inactivos. Sin embargo, esta línea divisoria es algo arbitraria, dice Krippner.
Cuando se trata de volcanes,»‘ extinto ‘es una palabra muy dudosa», dice. Algunos volcanes, como el infame supervolcano de Yellowstone, pueden permanecer inactivos durante cientos de miles de años entre erupciones. (Averigüe por qué Yellowstone ocupa el puesto 21 en una lista de los volcanes más peligrosos de los Estados Unidos.)
Una señal de que un volcán aparentemente tranquilo tiene el potencial de erupciones futuras es si los volúmenes de roca fundida permanecen debajo de él, y los estudios anteriores en Ciomadul habían dado a entender que podría ser el caso. Al estudiar la forma en que las ondas sísmicas rebotan a través del suelo, investigadores del pasado detectaron algunos indicios de un reservorio de magma. Los estudios de la conductividad eléctrica del subsuelo, una propiedad que está influenciada por condiciones como la temperatura y el contenido de agua de las rocas, también dieron a entender que la zona entre tres y 17 millas más abajo puede ser más papada que sólida.
Sin embargo, todavía no estaba claro si la roca estaba realmente fundida, y si es así, cuánto magma podría haber.
Consultando a los registradores de cristal
Para responder a estas preguntas, Laumonier y sus colegas primero recurrieron a las rocas de las erupciones pasadas del volcán. A medida que el magma se sienta debajo de un volcán, se enfría lentamente y forma cristales, algunos de los cuales actúan como diminutos guardianes de registros mineralógicos, trazando las condiciones en las que se formaron.
Por ejemplo, una clase de minerales conocida como anfiboles cambia la química dependiendo de la temperatura y la presión durante la cristalización. La búsqueda de estos cristales en la roca en erupción ayuda a los investigadores a aprender sobre las condiciones de este antiguo sistema magmático.
El equipo combinó estos datos geoquímicos con lo que sabían de las dimensiones del sistema y ejecutó simulaciones numéricas para determinar la rapidez con la que podría haberse enfriado a través del tiempo, y para ver cómo podría ser la plomería volcánica hoy en día. El resultado: Las rocas en la corteza superior debajo del volcán son, en promedio, 15 por ciento fundidas, con algunas regiones tan altas como 45 por ciento.
El equipo verificó este resultado mediante la elaboración de un modelo basado en mediciones de conductividad eléctrica para rocas previamente erupcionadas a diferentes temperaturas, presiones y contenido de agua. Esto les ayudó a interpretar lo que se había visto antes en las mediciones de conductividad eléctrica bajo Ciomadul.
Este segundo enfoque dio un resultado similar, lo que sugiere que la zona debajo del volcán está de hecho entre el 20 y el 58 por ciento fundida. Si bien este es un amplio rango para la cantidad de magma que podría permanecer en las tuberías subterráneas de Ciomadul, todas las condiciones posibles del subsuelo producen una cantidad significativa de masa fundida para Ciomadul.
«No tenemos otras opciones para explicar la anomalía geofísica», dice Laumonier.
Los investigadores creen que una erupción es posible si un volcán alberga más de aproximadamente 45 por ciento de roca fundida. Debajo de eso,» el sistema está bloqueado por cristales y no puede entrar en erupción», dice Michael Ackerson, conservador de rocas y minerales en el Museo Nacional Smithsoniano de Historia Natural en Washington, D. C.
Por lo tanto, este último análisis sugiere que una erupción puede ser posible en Ciomadul, pero eso no significa que sea inevitable.
Fontanería blanda
Es importante destacar que este estudio también sondea la cuestión de cómo se ven realmente tales sistemas en el interior de la Tierra.
«El tropo tradicional de una cámara de magma es esta gran gota de magma de aspecto amenazante y al rojo vivo que se encuentra en la corteza y que está a punto de estallar y matarnos a todos», dice Ackerson.
Pero la investigación sugiere cada vez más que probablemente no sea el caso. En cambio, los reservorios de magma pasan la mayor parte de sus vidas cocinándose silenciosamente en la corteza. A menudo, al menos en parte, se cristalizan, formando una sopa blanda y pedregosa con proporciones variables de cristales que se derriten en todo el sistema. Esta proporción podría diferir drásticamente en la plomería magmática de un volcán a otro.
Para Ciomadul, los investigadores creen que la roca fundida se acumula en dos zonas de papilla: una región superior de entre tres y 11 millas de profundidad y un reservorio inferior y más caliente que comienza a unas 18,5 millas de profundidad. Cada una de estas zonas está probablemente compuesta de bolsas superpuestas de material fundido de temperatura y composición ligeramente diferentes. Por ahora, no está claro cómo se conectan con precisión las dos zonas, pero el nuevo mapeo magmático aún proporciona información valiosa sobre el funcionamiento interno de este volcán.
» Este es un nuevo punto de datos en la historia de los magmas globales», dice Ackerson. «Este es un volcán específico en un punto específico en el tiempo, y eso nos ayudará a obtener una imagen mucho más amplia y matizada de cómo se forman y evolucionan los magmas.»