¿Puede un terremoto provocar una erupción volcánica? Esto dice la ciencia

Los terremotos son unos de los fenómenos naturales más intensos del planeta. De ahí que no sea una sorpresa que a veces se sospeche que provoquen erupciones volcánicas.

Los volcanes de la Tierra suelen estar ubicados en partes sísmicamente sensibles del planeta. Un ejemplo es el Cinturón de Fuego, que técnicamente es una región con forma de herradura que traza los límites de las placas tectónicas de la cuenca del Pacífico. Esta zona contiene el 90 por ciento de los terremotos mundiales y el 75 por ciento de los volcanes activos.

En tales puntos calientes sísmicos, las erupciones y los terremotos suelen tener lugar casi al mismo tiempo, pero es precisamente lo que se esperaría. Pese a la frecuente especulación en Internet, no puede asumirse automáticamente que exista una conexión entre un terremoto cualquiera y una erupción subsiguiente.

«El volcán podría haber estado preparándose para entrar en erupción, o ya ha estado en erupción mucho tiempo», explica la vulcanóloga Janine Krippner.

Con todo, la pregunta de si los terremotos pueden provocar erupciones volcánicas es un tema de investigación serio que los expertos llevan siglos estudiando. Varias pruebas de estudios recientes sugieren la posible existencia de un vínculo en determinadas situaciones. Entonces, ¿cuál es la postura científica actual al respecto? Te lo explicamos a continuación.

Uniendo puntos sospechosos

Atsuko Namiki, profesora adjunta de geociencias en la Universidad de Hiroshima, destaca unos cuantos estudios geofísicos con datos que sugieren dicho vínculo. Por ejemplo, un estudio de 1993 vincula un seísmo de magnitud 7,3 en California a rumores volcánicos y geotérmicos inmediatamente posteriores. Y un estudio de 2012 sostiene que, en 1707, un terremoto de magnitud 8,7 en Japón introdujo magma en una cámara poco profunda, lo que desencadenó una explosión gigantesca en el monte Fuji 49 días después.

Incluso el cauto Servicio Geológico estadounidense (USGS, por sus siglas en inglés) sostiene que, a veces, los terremotos provocan erupciones. La agencia alega que algunos ejemplos históricos implican que el temblor terrestre de un terremoto o su capacidad de cambiar la presión local que rodea una fuente magmática cercana pueden provocar agitación volcánica. Citan el terremoto de magnitud 7,2 del 29 de noviembre de 1975 en el volcán hawaiano Kilauea, seguido de una breve erupción.

Pero hay problemas. Primero, como insiste el USGS, los mecanismos desencadenantes de dichos fenómenos no se comprenden por completo y los estudios que vinculan los seísmos a posteriores erupciones solo especulan.

Segundo, es posible que la sincronización de todos estos ejemplos fuera una mera coincidencia. Los geólogos deben entender el desencadenante específico y descartar la coincidencia antes de establecer un vínculo definitivo, y las complejidades geológicas de la Tierra hacen que ambas cosas sean muy difíciles.

Los registros de Darwin

Los análisis estadísticos intentan abordar directamente el problema de la coincidencia. Un estudio de 1998 publicado en Nature investigó si los terremotos de magnitud 8,0 o superior podían desencadenar vulcanismo explosivo a hasta 800 kilómetros de distancia del epicentro en cuestión de cinco días. Basándose en datos del siglo XVI al presente, sus autores descubrieron que este tipo de erupciones ocurrían con el cuádruple de frecuencia de lo que podría explicar una coincidencia.

De forma similar, un estudio de 2009 empleó datos históricos para demostrar que los terremotos de magnitud 8,0 en Chile se asocian a ritmos de erupciones significativamente elevados a hasta 500 kilómetros. El problema es que este tipo de datos históricos no son precisamente buenos.

«Los grandes terremotos y erupciones volcánicas son fenómenos relativamente infrecuentes y los científicos solo han mantenido registros fiables durante el último medio siglo o más, dependiendo de la región», afirma Theresa Sawi, investigadora de posgrado en geofísica en la Universidad de California, Berkeley.

Muchos datos del pasado proceden de noticias ambiguas y entradas de diarios. David Pyle, profesor de vulcanología en la Universidad de Oxford, indica que uno de los primeros escritores que vinculó los terremotos a las erupciones fue Charles Darwin.

En 1840, Darwin reunió información de testigos oculares sobre pequeños cambios en los volcanes chilenos tras el potente seísmo que se produjo allí en 1836. No está claro si tuvo lugar alguna erupción, pero «todos estos “fenómenos” acabaron en el catálogo de erupciones volcánicas y ahora parecen aportar pruebas de desencadenar terremotos», explica Pyle.

Como exprimir la pasta de dientes

Sawi es la coautora de un análisis estadístico más reciente publicado en Bulletin of Volcanology que trata de soslayar este problema. Este estudio se centró solamente en datos con más solidez científica de 1964 en adelante y analizó seísmos inferiores de una magnitud mínima de 6,0 que habían tenido lugar a 800 kilómetros de una erupción volcánica.

El estudio de Sawi determinó que existía un aumento del 5 al 12 por ciento en el número de erupciones explosivas de dos meses a dos años después de un gran terremoto.

El equipo identificó 30 volcanes que podrían haber sufrido en algún momento una erupción potencialmente provocada. En cuestión de días, el equipo no halló pruebas de desencadenamiento que no pudieran explicarse solo con la casualidad. Dicho resultado contradice uno de los hallazgos de una evaluación de 2006 en el que participó Michael Manga, coautor del nuevo estudio.

«Me complace ver que los investigadores no temen llegar a conclusiones que contradigan su trabajo anterior», afirmó Oliver Lamb, vulcanólogo de la Universidad de Carolina del Norte en Chapel Hill. «Así debería funcionar la ciencia».

Curiosamente, el estudio de Sawi determinó que existía un aumento del 5 al 12 por ciento en la cantidad de erupciones explosivas de dos meses a dos años después de un gran terremoto. Este salto es sorprendente e interesante, según Lamb, pero también es pequeño.

Jackie Caplan-Auerbach, profesor adjunto de sismología y vulcanología en la Universidad de Washington Occidental, sostiene que el estudio «subraya lo improbable que es que un seísmo desencadene una erupción».

Entonces ¿cómo se explicaría esta tendencia a largo plazo? Lo que podría ocurrir durante esos meses es que las roturas provocadas por los seísmos abrieron nuevas vías para que circulara magma viscoso, poco a poco, hacia la superficie. El temblor, con el tiempo, también crearía burbujas de magma adicionales que aumentarían su presión, algo así como agitar una lata de refresco.

Sawi explica que quizá el movimiento de la roca pueda exprimir los cuerpos de magma como un tubo de pasta de dientes, sacando el magma poco a poco por vías de escape volcánicas. O el seísmo podría estirar la roca alrededor del embolsamiento de magma de un volcán, lo que podría hacer que los gases burbujeen fuera de la roca fundida y aumenten la presión en el embolsamiento.

Cariño, he encogido el volcán

Caplan-Auerbach sospecha que si un seísmo desencadena una erupción, entonces el volcán debe estar preparado y listo cuando se produce el temblor. Pero, aunque podría parecer «intuitivamente razonable que los grandes terremotos puedan desencadenar actividad en un volcán destinado a entrar en erupción, las pruebas empíricas de este vínculo son más bien escasas», explica Pyle.

Algunos científicos, como Namiki, esperan hallar dichas pruebas. Con sus colegas, diseña modelos de sistemas volcánicos en el laboratorio y los agita para examinar cómo podría tener lugar físicamente ese desencadenamiento.

En un estudio de 2016, su equipo usó siropes con cantidades de burbujas y cristales variables, entre otros, para estimular diversas reservas de magma. Descubrieron que el chapoteo del «magma» resultaba más prominente en la frecuencia de resonancia, la frecuencia a la que vibra naturalmente un objeto. Las burbujas se unían y la espuma superficial colapsaba. En un volcán real, esto permitiría que los gases calientes saliesen del magma, lo que aumentaría la presión del embolsamiento y podría desencadenar una erupción en el volcán.

En 2018, el equipo también publicó un estudio basado en un modelo volcánico de gel en el que inyectaron fluidos que simulaban diferentes tipos de magma. Descubrieron que sacudir el modelo hacía que los fluidos se movieran más rápido de lo normal. Sin embargo, el lugar al que se desplazaban los fluidos estaba vinculado a su flotabilidad y la profundidad de almacenamiento. Los fluidos con menor flotabilidad se movían hacia los lados o hacia abajo, algo que en un volcán real haría que una erupción fuera menos probable. Pero los fluidos burbujeantes a menor profundidad ascendían, algo que podía provocar una erupción.

La vista a tierra

No cabe duda de que no es sencillo y Namiki indica que el escepticismo respecto a las erupciones desencadenadas por terremotos es perfectamente natural. Sin embargo, Eleonora Rivalta, directora del grupo de investigación de física sísmica y volcánica en GFZ Potsdam, sugiere que podría estar produciéndose un cambio de actitud hacia la posibilidad de una conexión.

«Aunque gran parte de la comunidad científica podría mostrarse escéptica, muchos geofísicos de volcanes están convencidos de que los volcanes podrían reaccionar a los terremotos con diversas respuestas», afirma. Con todo, insiste en que todavía falta la pista decisiva, específicamente una demostración clara de cómo un terremoto específico ha desencadenado una erupción en un volcán específico.

Existen otras vías a explorar fuera de la estadística y las simulaciones de laboratorio. Pyle sugiere que, si se cree que determinados volcanes son desencadenados por seísmos, los desechos volcánicos que expulsan podrían albergar pruebas sobre el estado del embolsamiento de magma antes de su explosión. Esto podría revelar si el terremoto ha supuesto una diferencia significativa o podría demostrar que están listos para entrar en erupción de todos modos y el terremoto sencillamente aceleró la cuenta atrás.

Para Sawi, los pasos a seguir están claros: «El aumento de la supervisión de volcanes en todo el mundo, sobre todo los volcanes poco estudiados históricamente, ayudaría a aportar los datos necesarios para empezar a identificar patrones y, sí, desencadenantes que podrían indicar una probabilidad mayor de erupción».

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