Cristal de circón revela el potencial destructor de volcanes inactivos

EP | 05/11/2020

Imagen de catodoluminiscencia de cristales de circón del volcán Nevado de Toluca en México. - UNIGEWEBER

Vulcanólogos de las universidades de de Ginebra y Heidelberg ha ideado una técnica que puede predecir el potencial devastador de los volcanes inactivos.

Los científicos utilizaron circón, un cristal diminuto contenido en rocas volcánicas, para estimar el volumen de magma que podría entrar en erupción una vez que el volcán Nevado de Toluca (México) se despierte de su letargo.

Hasta 350 km3 de magma --casi cuatro veces el volumen de agua almacenada en el lago de Ginebra-- se encuentran actualmente debajo del Nevado de Toluca y su erupción podría traer devastación. La nueva técnica, aplicable a la mayoría de los tipos de volcanes en todo el mundo, se describe en la revista científica Nature Communications.

Las erupciones volcánicas más grandes de los últimos 100 años se originaron en volcanes que no entran en erupción con frecuencia y, por lo tanto, pasan desapercibidos para los científicos. Sin embargo, hoy en día, 800 millones de personas en todo el mundo viven cerca de los volcanes y están potencialmente en riesgo.

Un factor determinante de la peligrosidad de los volcanes es el volumen de magma erupcionable almacenado en sus vientres, ya que está relacionado con la magnitud de futuras erupciones. Desafortunadamente, este magma se almacena a profundidades inaccesibles de 6 a 10 kilómetros y no se puede medir directamente.

Los vulcanólogos de Ginebra y Heidelberg utilizaron un nuevo enfoque que combina la geocronología de circón y el modelado térmico para determinar el volumen de magma potencialmente erupcionable presente en los reservorios volcánicos. "El circón es un pequeño cristal que se encuentra en rocas erupcionadas por volcanes, y contiene uranio y torio", comienza Gregor Weber, becario postdoctoral de la Universidad de Ginebra y coautor del estudio.

"La desintegración de estos elementos radiactivos nos permite fechar cuándo cristalizaron. Además, el circón cristaliza solo en un rango de temperatura específico. Con estos dos parámetros, podemos determinar qué tan rápido se está enfriando el magma debajo de un volcán. Como una olla de agua, cuanto más grande es la olla, más tiempo se tarda en enfriarla. Analizamos los circones en erupción durante los últimos 1,5 millones de años por el Nevado de Toluca, determinando así la evolución de la temperatura del magma almacenado debajo del volcán a lo largo del tiempo. Esta información se puede convertir en un volumen de magma usando modelado térmico ". Este enfoque tiene una resolución dos veces mayor que la de las técnicas existentes.

La metodología del estudio se aplicó al volcán mexicano Nevado de Toluca, también llamado Xinantécatl, un ejemplo representativo de un volcán inactivo ubicado en las cercanías de la Ciudad de México. Los resultados se utilizaron para determinar el tamaño máximo posible de una futura erupción de este volcán, que con 350 km3 podría tener un efecto potencialmente devastador. "El sistema puede despertarse rápidamente si el suministro de magma profundo comienza de nuevo", advierte Weber.

Este hallazgo es esencial para evaluar cuantitativamente el riesgo volcánico. "Conocer el tamaño de un depósito volcánico es importante para identificar los volcanes que tienen más probabilidades de producir una erupción de gran magnitud en el futuro. Nuestro método es una nueva forma de evaluar a los candidatos para tales erupciones", explica Weber. Este enfoque es aplicable a la mayoría de los tipos de volcanes, ya sean activos o inactivos, y proporciona información valiosa sobre qué sistemas volcánicos deben monitorearse más de cerca.

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