Los volcanes albergan depósitos ocultos de magma potencialmente explosivo a su alrededor

Durante las últimas semanas, el suelo bajo el volcán Cumbre Vieja de La Palma no ha dejado de temblar, un dato que los expertos consideran clave para descartar el cese de la erupción y continuar alerta sobre los posibles depósitos de magma que podrían encontrarse bajo la superficie.

Tres grandes lagos de lava podrían encontrarse en el interior del Cumbre Vieja, según ha afirmado la geóloga del Instituto Geológico y Minero de España (IGME-CSIC), Nieves Sánchez, en El País. "Como experto en terremotos, sé que si tenemos estos temblores con desequilibrios de presión en profundidad, quiere decir que se va producir el movimiento del magma", afirma Raúl Pérez, geólogo del IGME. "Si todo estuviera ya un poco más tranquilo, podría decirse que esto ya está en proceso de enfriamiento que alertaría sobre que el volcán se está apagando. Pero no tenemos ningún indicador que diga eso". 

Durante la primavera del 2009, cuando los ingenieros empezaron a perforar el volcán islandés Krafla, la situación dio un giro curioso. El objetivo del equipo era acercarse al límite de un depósito de magma a 3,5 kilómetros bajo la superficie, para aprovechar los fluidos sobrecalentados capaces de producir energía geotérmica. Pero cuando el taladro se encontraba a poco más de un kilómetro y medio de profundidad, la roca fundida comenzó a trepar por él.

Aquel día, los ingenieros habían hallado por accidente un depósito de magma situado justo debajo de la superficie, pero nadie conocía su existencia.

El Krafla es «uno de los volcanes mejor estudiados del planeta», afirma Hugh Tuffen, vulcanólogo de la Universidad de Lancaster, en el Reino Unido, que no participó en la investigación. Se ha estudiado en varias ocasiones y mediante diversas técnicas, así que los científicos pensaban que conocían bien sus mecanismos subterráneos. «Es sorprendente que este magma haya podido esconderse».

El incidente del Krafla es uno de los tres descubrimientos recientes de depósitos de magma sorprendentes en la corteza superior terrestre; proyectos de perforación similares han hallado depósitos inesperados en el volcán Kīlauea de Hawái y en el Menengai de Kenia. Ahora, un equipo de investigadores ha argumentado en la revista Geology que es posible que existan depósitos de magma ocultos alrededor de los centros volcánicos activos de todo el mundo. En parte por su tamaño relativamente pequeño —casi un kilómetro cúbico cada uno—, las técnicas que se suelen emplear para localizar las masas de magma no pueden verlos.

El nuevo estudio también demuestra que estos depósitos de magma encubiertos pueden permanecer tranquilos durante mucho tiempo. Según los análisis químicos, el magma perforado coincide con la lava que salió del Krafla durante la erupción de 1724. Esto significa que el depósito ha pasado desapercibido durante tres siglos, hasta la aparición de la ciencia geofísica moderna.

Pero si una lámina de magma caliente o una explosión subyacente de gases volcánicos se infiltra en un depósito como este, puede despertarlo. Esto puede desencadenar una erupción y, como algunas masas magmáticas encubiertas, como la del Krafla, están formadas por un magma más pegajoso que atrapa gases, podría dar lugar a un fenómeno más explosivo.

La investigación quiere ser «una especie de llamada de atención», afirma el director del estudio, Shane Rooyakkers, investigador postdoctoral de GNS Science en Nueva Zelanda. Las masas de magma ocultas añaden una especie de comodín al posible peligro que entraña un volcán, por lo que es necesario localizarlas.

«Si estos pequeños focos de magma potencialmente eruptivo son la norma y no la excepción, entonces son pequeñas bombas de relojería justo bajo los volcanes», afirma Emma Liu, vulcanóloga del University College London que no participó en el estudio.

Magma camuflado

Los depósitos de magma se pueden detectar de varias maneras. Las ondas sísmicas son una buena opción: su velocidad y trayectoria cambian al atravesar diferentes materiales. La roca fundida, al ser líquida, aparece como una entidad distinta a las paredes sólidas que la mantienen confinada.

Pero el magma no está completamente fundido. Es una mezcla de sólidos (cristales) y líquidos (roca fundida). Si un depósito de magma se ha enfriado mucho, tendrá muchos más cristales que roca fundida y se parecerá más a la corteza en los estudios sísmicos, explica Liu.

Otro problema es que las ondas sísmicas diseñadas para encontrar los depósitos de magma tienen grandes longitudes de onda. De esta forma, no captan correctamente cualquier elemento inferior a estas longitudes de onda, como los depósitos de magma pequeños. Del mismo modo, los estudios que detectan formaciones subterráneas mediante la búsqueda de conductividad eléctrica —una técnica que revela la presencia de fluidos, como el magma— tampoco pueden ver los pequeños embolsamientos de magma; nadie sabe por qué.

«Es casi como si tuvieras una red», dice Liu. Los depósitos de magma más grandes y fundidos quedan atrapados, pero «cualquier cosa más pequeña se cuela».

El Krafla es una caldera de 10 kilómetros de ancho marcada por un conjunto de fisuras volcánicas de 96 kilómetros de largo. Los reconocimientos habían determinado que el depósito de magma se encontraba a entre tres y seis kilómetros bajo tierra, muy por debajo de la profundidad de perforación. Pero la Compañía Eléctrica Nacional de Islandia encontró fragmentos magmáticos por encima de esa profundidad cuando perforó un pozo en 2008. Y en 2009, el primer pozo del proyecto experimental Iceland Deep Drilling Project, que esperaba alcanzar el límite de un depósito de magma profundo, perforó magma a 900 grados Celsius a solo dos kilómetros de profundidad.

«Yo diría que fue más que una sorpresa. Se quedaron atónitos», afirma John Stix, coautor del estudio y geocientífico de la Universidad McGill.

La mecha de la bomba

Hace tiempo que se sabe que existe el magma oculto, pero los científicos saben muy poco sobre él precisamente por su naturaleza furtiva. Para intentar comprender mejor las propiedades del magma oculto, Rooyakkers tomó muestras del magma perforado por casualidad en 2009 —un tipo pegajoso conocido como riolita— y las comparó con los restos de riolita de las erupciones pasadas del volcán. Descubrió una coincidencia geoquímica con una etapa temprana de los Fuegos de Mývatn, una secuencia prolífica de erupciones de lava que tuvo lugar entre 1724 y 1729.

En 1724, una explosión dio lugar a un cráter de 300 metros llamado Víti. Basándose en los restos que dejó a su paso y la composición del magma, Rooyakkers y sus colegas elaboraron una hipótesis de lo que había ocurrido. Una lámina de magma líquido llamado basalto ascendió a la superficie y se cruzó con lo que podría haber sido un depósito oculto de riolita latente en la corteza superior. Eso dio a la riolita el gas, el calor y el impulso necesarios para ascender, después de lo cual se topó con una zona de vapor atrapado, causando una explosión violenta.

Aquí, la presencia del vapor desempeñó un papel fundamental a la hora de crear una explosión. Pero como saben los geólogos por erupciones más normales, la simple existencia de riolita incrementa las probabilidades de una explosión, ya que su naturaleza viscosa impide que el gas atrapado escape a la superficie.

Durante la erupción del volcán Dabbahu de Etiopía en 2005, por ejemplo, se produjo una explosión bastante grande que provocó la evacuación de 6000 personas de aldeas cercanas. Ese fenómeno explosivo fue desencadenado por una inyección de basalto desde abajo en un depósito de magma riolítico oculto. En este caso, fue como prender la mecha de una carga explosiva.

Con todo, reactivar la riolita no garantiza un nuevo brote de violencia volcánica. Un ejemplo es la erupción del volcán islandés Eyjafjallajökull en 2010, que provocó el cierre más extenso del espacio aéreo europeo desde la Segunda Guerra Mundial. De nuevo, el basalto se cruzó con riolita, trayéndola a la superficie, pero eso no pareció alterar el estilo ya enérgico de la erupción.

Menos es más

La buena noticia es que si estas masas de magma ocultas son pequeñas, «entonces el riesgo será pequeño», afirma Dave McGarvie, vulcanólogo de la Universidad de Lancaster que no participó en el estudio. Como un refresco que poco a poco se queda sin burbujas, si las masas ocultas permanecen intactas durante siglos, podrían perder su chispa, disminuyendo las probabilidades de que ocurra una explosión si se retira el tapón que las retiene.

Pero aunque un kilómetro cúbico de magma es poco comparado con muchas reservas de magma que ya se sabe que existen, sus erupciones pueden tener efectos generalizados si conservan su chispa. La erupción de riolita de 1875 en el volcán islandés de Askja tuvo menos de un tercio de ese volumen, pero su explosividad permitió que esparciera escombros por todo el país y su lluvia de cenizas llegó hasta Europa continental.

También es posible que la corteza terrestre contenga masas de magma más grandes con solo algunas áreas fundidas, lo que significa que quizá eludan los estudios geofísicos. Si algo los despierta, entonces «es harina de otro costal», afirma McGarvie.

Con todo, las pequeñas masas de magma ocultas podrían ser mucho más abundantes y, por suerte, los científicos saben dónde buscarlas. Los lugares donde la corteza está separándose —como en partes de Islandia o en el Rift de África Oriental— son «los principales sospechosos si vas a buscar estos magmas ocultos», afirma Liu. Es probable que también existan dentro de las grandes calderas o en sus alrededores, como en los Campos Flégreos de Italia, un enorme volcán que se solapa en parte con la bulliciosa ciudad de Nápoles.

Pero ¿cómo se pueden localizar estos depósitos si ahora mismo son básicamente invisibles?

«Esta es la pregunta que no podemos responder», afirma Tuffen. «Y esa es la pregunta que debemos poder responder».

Colocar una mayor cantidad de instrumentos científicos en un supuesto lugar con magma oculto podría ser una forma eficaz de detectarlo. Y salga bien o no, ya sabemos que existen depósitos de magma ocultos bajo el Krafla, lo que conlleva un potencial enorme.

Una propuesta conocida como Krafla Magma Testbed espera estudiar ese depósito oculto de magma regresando al pozo de 2009, perforando a más profundidad en el magma y bajando instrumentos científicos por el agujero de perforación. «Podríamos tener una ventana directa para poder ver lo que hace el magma con el paso del tiempo», afirma Tuffen.

Si el proyecto obtiene fondos suficientes, se convertirá en el primer observatorio de magma del mundo, transformando la comprensión de los vulcanólogos del magma oculto y arrojando una luz permanente sobre ese inframundo geológico.

Este artículo se publicó originalmente en inglés en nationalgeographic.com.