Bajo el volcán: esto es lo que ocurre antes de la erupción 

Erupcion del Volcán Tajogaite en la isla de La Palma. Fotografía E. Ancochea, Author provided

El Mauna-Loa en Hawái, el Semeru en la isla de Java y el Stromboli en las islas Eolias. Tres grandes volcanes han despedido 2022 agitando la tierra.

En mayo de 2022 el Etna fue el protagonista y en septiembre de 2021 coincidió en erupción con el volcán Tajogaite en la isla de La Palma. Ahora se cumple un año del final de esta erupción y podría parecer que se ha cerrado una página. Pero la Tierra sigue viva y las grandes erupciones volcánicas son probables siempre, tanto el espectáculo que representan como las tragedias que traen consigo.

El Tajogaite provocó la evacuación de más de 7 000 personas, muchas de las cuales perdieron su vivienda y hasta su medio de vida, la destrucción de carreteras e infraestructuras básicas y la formación de coladas que arrasaron más de 1 200 hectáreas con espesores que en algunos lugares llegaron a los 70 m. Sin olvidar otras secuelas que ahora aparecen, como las continuas emisiones de gases, problemas respiratorios, patologías dérmicas, problemas psíquicos y de ansiedad en la población que tardarán algunos años en arreglarse. Así, la investigación que permita detectar precursores de estas erupciones volcánicas es, si cabe, más importante todavía.

Bajo el volcán

Para adelantarnos a la erupción hay que entender qué es lo que ocurre bajo un volcán antes de que se produzca. El calor y la presión son tan elevadas en el interior del manto que provoca que se fundan rocas y gases, formando el magma. Estas presiones y temperaturas tan altas hacen que el magma intente escapar por la corteza terrestre, buscando fracturas o zonas débiles para progresar en su ascenso. Cuando encuentra una de estas zonas estructuralmente más débiles se acumula en ellas, formando unos reservorios que denominamos cámaras magmáticas.

El ascenso del magma puede ser muy rápido o tan lento como para invertir en ello hasta decenios. En este viaje va formando sucesivas cámaras magmáticas. Cuando quedan unos pocos kilómetros para alcanzar el exterior, aparecen en la superficie indicios en forma de gases que emanan, terremotos producidos por la rotura de la corteza en el ascenso del magma y deformaciones del terreno. Éstas últimas provocadas por la presión positiva del magma y las roturas horizontales y verticales de la corteza.

Detectar el magma antes de que llegue a superficie

Durante el transcurso de la erupción volcánica de La Palma en 2021, investigadores del Instituto de Geociencias (IGEO-CSIC), junto con otros investigadores de la Universidad Complutense, la Universidad Politécnica de Madrid e investigadores de diferentes centros extranjeros en Italia, Canadá y Estados Unidos empezamos a trabajar en una técnica que ha conseguido detectar la acumulación del magma en una zona próxima a la superficie, meses antes de que se produzca la erupción.

Esta técnica se basa en el estudio de esas deformaciones del terreno producidas por el ascenso del magma antes de la erupción y las roturas en la corteza, registradas por técnicas de observación de interferometría radar de satélite (InSAR) de última generación, combinado con una nueva técnica de interpretación de estas deformaciones.

Señales precursoras de la erupción

La erupción del volcán Tajogaite en La Palma se inició el 19 de septiembre de 2021 en la ladera oeste de Cumbre Vieja y estuvo activo durante 85 días, generando coladas de lava que se añaden a las procedentes de las anteriores erupciones en esta ladera.

Esquema geológico simplificado de la isla de La Palma, con las erupciones históricas de las que tenemos referencias, localizadas en las laderas de Cumbre Vieja, al sur de la isla.
author provided

Nuestros resultados muestran que unos tres meses y medio antes de la erupción aparece un ascenso de magma, que va creciendo en el tiempo formándose así un reservorio de magma a unos 2,5 km de profundidad en una zona estructuralmente débil, fracturada y porosa.

En la imagen que sigue a este párrafo, hemos representado en rojo la fuerte presión positiva bajo la superficie terrestre probablemente provocada por la intrusión del magma. Ésta está sugerida con ese camino de puntos, que se produciría bajo la población de Jedey quedando a unos 5 km al sur del cono volcánico principal de la erupción. Dos meses antes de la erupción empiezan a aparecer fuentes de fracturación vertical (representadas en amarillo) a una profundidad de unos tres mil metros, que sugiere una respuesta frágil de la corteza debido a un ascenso más fuerte del magma.

Entrada del magma desde el manto entre mayo y septiembre de 2021 antes de la erupción. En rojo las presiones positivas relacionadas con la intrusión. En amarillo las fracturas internas que provoca el ascenso del magma.
Shallow magmatic intrusion evolution below La Palma before and during the 2021 eruption, Scientific Reports, 2022, Author provided

Coincidiendo con la actividad sísmica previa a la erupción, aumenta la aparición de esas fuentes de fracturación y tensión, que asociamos al dique de magma que usó esa fisura para salir a la superficie. En esas estructuras de presión y tensión, además de la rama principal asociada a la erupción, se activan otras dos ramas ascendentes, representadas también en rojo en la imagen a continuación. Estos dos ramales se ubican una bajo el océano al sur de Puerto Naos y otra hacia el oeste de la población de Jedey, sin alcanzar la superficie como intrusiones de magma fallidas.

Localización de la cámara magmática bajo la superficie de la isla, con sus tres caminos de ascenso. Centro: vista en planta. Derecha: vista en perfiles Norte-Sur y Este-Oeste.
Shallow magmatic intrusion evolution below La Palma before and during the 2021 eruption, Scientific Reports, 2022, Author provided

El modelo de reservorio magmático, ascenso de magma y fracturas del terreno asociadas obtenido en este estudio también ayudaría a explicar otros fenómenos, como la todavía continua emisión de gases en las zonas de Puerto Naos y La Bombilla.

¿Estamos más cerca de poder anticiparnos a las erupciones volcánicas?

Los resultados de esta metodología, que se han publicado en la revista Scientific Reports, demuestran que esta técnica pueda ayudar en la detección y vigilancia de nuevos episodios de reactivación volcánica. También para determinar las potenciales zonas de acumulación de magma, ayudar en la determinación de los posibles caminos de erupción y avance en el pronóstico del inicio de una próxima erupción en La Palma, las islas Canarias, así como en otras islas volcánicas activas.

¿Estamos ahora más cerca de poder anticiparnos a las erupciones volcánicas? No podemos responderla con un sí rotundo, desgraciadamente queda mucha investigación por desarrollar en este campo. Los resultados que se han obtenido en el estudio de este proceso eruptivo sí parecen de ayuda para avanzar en esta dirección, incluso sería muy útil en el diseño y planificación de infraestructuras y el desarrollo urbano en la reconstrucción de la isla tras la erupción. Podemos saber mucho de lo que ocurre bajo el volcán, y esto nos puede permitir anticiparnos a la catástrofe.

Juan F. Prieto Morín participa en programas de investigación que reciben fondos del Plan Nacional de I+D+i. Actualmente es Profesor Titular de la Universidad Politécnica de Madrid

Joaquín Escayo participa en programas de investigación que reciben fondos del Plan Nacional de I+D+i. Actualmente trabaja en el Instituto de Geociencias (IGEO) como técnico contratado.