Una isla desaparecida y otros misterios de la explosión del volcán de Tonga

Durante muchos años, el volcán Hunga Tonga-Hunga Ha'apai ha asomado por encima de las olas como un par de estrechas islas rocosas, una llamada Hunga Tong y la otra Hunga Ha'apai. Una erupción en 2014 creó una tercera isla que posteriormente conectó el trío en una sola masa de tierra. Y cuando el volcán se despertó en diciembre, la isla deshabitada en la punta del pico creció lentamente a medida que los trozos de roca volcánica y las cenizas construían nuevas tierras.

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Entonces llegó la catastrófica erupción del 15 de enero. Como se ve en las imágenes satélite, sólo dos pequeños afloramientos de roca delatan ahora a la bestia que acecha bajo las olas. Pero ya sea dentro de semanas o años, el volcán volverá a resurgir.

Este ciclo de destrucción y renacimiento es el alma de volcanes como el Hunga Tonga-Hunga Ha'apai, que es sólo uno de los muchos que salpican el Reino de Tonga. Sin embargo, la tremenda energía de esta última explosión, que la NASA calcula que equivale a entre cinco y seis millones de toneladas de TNT, no se parece a ninguna otra vista en las últimas décadas. La erupción envió un tsunami a través del Océano Pacífico. Desató una explosión sónica que dio la vuelta al mundo dos veces. Envió un penacho de ceniza y gas a la estratosfera a unos 30  kilómetros de altura, con algunas partes alcanzando hasta 54 kilómetros de altura. Y lo más sorprendente es que todos estos efectos se produjeron en tan sólo una hora de furia volcánica.

"Todo lo que se ha visto hasta ahora en esta erupción es extraño", dice Janine Krippner, vulcanóloga del Programa de Vulcanismo Global del Smithsonian en Estados Unidos.

Los científicos se apresuran ahora a averiguar la causa del intenso estallido de esta semana y los sorprendentes tsunamis que lo siguieron. Algunas pistas sobre lo que preparó el escenario para una explosión tan potente pueden provenir de la química de las rocas que se enfriaron a partir de la lava en erupciones pasadas. En un nuevo estudio publicado en la revista Lithos, los científicos han descubierto diferencias clave entre el material erupcionado de las explosiones pequeñas y las grandes, y ahora sienten curiosidad por lo que podría revelar la química de este último evento.

Entender la chispa que encendió el reciente evento explosivo de Hunga Tonga-Hunga Ha'apai podría ayudar a reducir futuros riesgos. Sin embargo, por el momento, la mayor preocupación es la de los habitantes de Tonga: ¿podría podría haber más erupciones volcánicas en el horizonte? Casi todo el volcán está ahora bajo la superficie del océano, oculto a la vista de los satélites, y no hay equipos en tierra que ayuden a rastrear los desplazamientos subterráneos de roca fundida.

"Si no podemos detectar lo que está ocurriendo en el sistema de magma, no tenemos ni idea de lo que podría suceder", dice Krippner.

Un gigante bajo el agua

Aunque Hunga Tonga-Hunga Ha'apai ha entrado en erupción muchas veces en el pasado, los científicos sólo se han dado cuenta recientemente de la magnitud de estas erupciones. Sumergido en su mayor parte bajo el agua, el volcán no es fácil de estudiar.

"Nadie había trabajado realmente en las rocas", dice Simon Barker, vulcanólogo de la Universidad Victoria de Wellington, en Nueva Zelanda, y autor del nuevo estudio de Lithos que documenta la historia del volcán.

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Barker y sus colegas alquilaron un barco en 2015 para acampar durante varias noches en el paisaje escarpado de la isla volcánica. Mientras inspeccionaban la región y recogían muestras de roca, el equipo detectó pequeños conos de erupciones recientes que salpicaban el fondo marino alrededor del pico principal. También descubrieron gruesas capas de rocas de lava fragmentadas y cenizas, conocidas como flujos piroclásticos, procedentes de dos monstruosas erupciones que posteriormente dataron en unos 900 y 1800 años.

"Vimos que la historia del volcán era mucho más compleja", afirma Barker.

La química del material erupcionado podría ayudar a desentrañar qué hizo que esta erupción fuera tan potente, explica Marco Brenna, vulcanólogo de la Universidad de Otago (Nueva Zelanda) y autor del nuevo estudio de Lithos.

A medida que un sistema de magma se enfría, se forman cristales de diferentes minerales en distintos momentos, lo que cambia la química de la roca fundida que se va reduciendo. Los cristales conservan estos cambios a medida que crecen, un poco como los anillos de los árboles.

Brenna y sus colegas analizaron los anillos de cristales en las rocas que entraron en erupción durante las dos grandes explosiones de hace 900 y 1800 años. Su trabajo sugiere que, antes de que el volcán desencadenara estas erupciones, se inyectó rápidamente magma fresco en la cámara, un desencadenante comúnmente propuesto para muchas erupciones volcánicas. Sin embargo, las rocas de las explosiones más moderadas de 2008 y 2015 carecían de estos anillos, lo que apunta a una afluencia constante pero lenta de magma, afirma Brenna.

Los científicos esperan ahora estudiar la química de la roca recién erupcionada para ver qué puede decirnos sobre este último evento. "Será interesante ver qué registran los cristales", dice Brenna.

Si bien estos procesos subterráneos pueden impulsar parte de la explosividad, es probable que el agua también haya intervenido en las explosiones de este fin de semana, afirma Geoff Kilgour, vulcanólogo de la empresa neozelandesa GNS Science que no formó parte del equipo de estudio. El agua puede potenciar la fuerza de una explosión volcánica, pero no está claro cómo podría haber provocado la asombrosa explosión de Hunga Tonga-Hunga Ha'apai.

Tal vez, sugiere Kilgour, la reciente explosión tuvo la mezcla justa de magma y agua; un exceso de cualquiera de ellos habría generado una explosión más moderada. "Puede ser que hayamos llegado a esta zona de Ricitos de Oro", dice, en alusión a una expresión entre la comunidad científica (también usada en el ámbito del estudio del universo) anglosajona que hace referencia a la combinación exacta de temperatura y otras circunstancias que provocan un fenómeno altamente irregular.

¿Tsunami de aire?

Esta última erupción es aún más intrigante porque su poderoso estallido, aunque enérgico, expulsó una cantidad sorprendentemente baja de material. Las cenizas de las anteriores grandes erupciones del volcán pueden encontrarse en la cercana isla de Tongatapu, y esa capa es 10 veces más gruesa que la nueva capa depositada allí por el reciente evento, dice Barker.

Algunos científicos especulan ahora con la posibilidad de que el enorme y breve estallido de energía haya contribuido a provocar las olas del tsunami, inusualmente grandes, que siguieron a la erupción.

Los tsunamis suelen surgir de un desplazamiento submarino repentino, como un deslizamiento de tierra submarino por los flancos de un volcán o un rápido movimiento de la tierra en un terremoto. Sin embargo, tras la erupción del Hunga Tonga-Hunga Ha'apai, las olas aparecieron en algunos lugares, como el Caribe, mucho antes de lo que cabría esperar de un tsunami clásico.

También fueron extrañas las olas de tsunami posteriores que se estrellaron en costas lejanas. Cuanto más lejos del desencadenante viaja un tsunami, más deberían disminuir sus olas. Aunque las olas que golpearon las islas del Reino de Tonga fueron dañinas, no fueron lo suficientemente altas como para explicar las olas sorprendentemente grandes que atravesaron el océano.

"Básicamente tuvo una decadencia muy baja del tamaño del tsunami en todo el Pacífico, lo que es realmente, muy inusual", dice Kilgour. La onda de choque que viajó por el aire podría haberse acoplado a la superficie del mar, impulsando los tsunamis expansivos. Este proceso se propuso para explicar la explosión del Krakatoa en 1883, una de las erupciones volcánicas más potentes y mortales de la historia.

El modelado de la propagación y el momento de las olas, junto con la cartografía de los cambios en el volcán, podría ayudar a explicar lo que impulsó el gran tsunami. Aún así, dice Krippner, la confusa mezcla de eventos "va a cambiar la forma en que vemos este estilo de erupción, y eso no ocurre tan a menudo".

Monitorizando a un gigante oculto

El reciente suceso y todas sus rarezas ponen de manifiesto lo poco que se sabe sobre los volcanes submarinos, afirma Jackie Caplan-Auerbach, sismóloga de la Universidad de Washington Occidental (Estados Unidos). Muchos de estos gigantes sumergidos permanecen en las profundidades del océano y sus explosiones no suelen ser mortales. Sin embargo, la explosión de este fin de semana es un duro recordatorio de los riesgos de los volcanes que permanecen bajo las olas.

Por ahora, Hunga Tonga-Hunga Ha'apai parece haber quedado en silencio. Los lugareños se ayudan entre ellos para arreglar los daños y limpiar las calles. Aunque las comunicaciones permanecen en gran medida cortadas, la información sobre la situación actual está empezando a aflorar. Se han confirmado tres muertes entre los residentes de Tonga, y otras dos muertes en Perú a causa del tsunami.

Los daños en algunas de las islas son graves. Las casas de los 36 residentes de la isla de Mango han sido destruidas. Sólo dos casas siguen en pie en la isla de Fonoifua, y los daños son extensos en la isla de Nomuka, que tiene una población de 239 habitantes. Los daños en la isla más grande y poblada, Tongatapu, donde viven unas 75 000 personas, se concentraron sobre todo en el lado occidental. La Cruz Roja de Tonga calcula un total de 1200 "hogares afectados".

La ceniza ha contaminado las reservas de agua potable de las islas y ha retrasado el aterrizaje de aviones con suministros adicionales. La armada neozelandesa ha desplegado dos barcos de suministro que tienen previsto llegar el 21 de enero.

Y sigue existiendo el riesgo de que el volcán tenga reservadas más explosiones. El Servicio Geológico de Tonga se basa en observaciones visuales y por satélite para seguir la actividad de los numerosos volcanes de la región. Pero con la punta volcánica del Hunga Tonga-Hunga Ha'apai ahora bajo la superficie, los científicos han perdido de vista cualquier señal que pueda ayudar a entender la actividad del volcán. La posibilidad de que haya más actividad también impide que los científicos vuelen cerca para ver más de cerca.

Incluso cuando el volcán no está en erupción, la vigilancia de los volcanes, en gran parte submarinos, es una tarea compleja. El GPS, que se utiliza con frecuencia para rastrear los cambios en la superficie a medida que el magma se mueve bajo tierra, no funciona en el fondo marino. Y obtener datos en tiempo real de los sismómetros del fondo marino es tecnológicamente difícil y caro. Caplan-Auerbach dice que a menudo compara el trabajo en los océanos con la sismología en otro planeta.

Los instrumentos conocidos como hidrófonos pueden escuchar los gruñidos de los volcanes submarinos a medida que el sonido viaja a través de vastas extensiones del océano. Pero no son fáciles de desplegar en situaciones de emergencia y requieren la conexión a cables submarinos para obtener datos en tiempo real.

La situación de Tonga pone de manifiesto la necesidad de mejorar los esfuerzos internacionales para financiar la vigilancia de los volcanes en todo el mundo, afirma Krippner. Tanto ella como otros vulcanólogos han destacado lo bien que los Servicios Geológicos de Tonga están llevando a cabo una tarea casi imposible. "No tienen una gran cantidad de dinero. No tienen una gran cantidad de personal", dice Kilgour; "pero se les pide que hagan un esfuerzo enorme".

En los días previos a la explosión del 15 de enero, basándose únicamente en la información visual y por satélite, la agencia advirtió insistentemente de futuras erupciones y de un posible tsunami, y ordenó a los lugareños que se mantuvieran alejados de las playas. "Gracias a ello, creo que se salvaron probablemente miles de vidas", afirma Barker.

"A menudo aprendemos de estos acontecimientos realmente terribles", añade Caplan-Aurbach. Quizá estudiando de cerca las consecuencias de esta explosión volcánica, "tendremos una mejor idea de lo que se avecina".