Vulcanología: Fuera de las cenizas

Nature News

La erupción  del volcán islandés, el pasado mes de abril de 2010, ha dado a los investigadores la oportunidad de estudiarlo en cercanía. Katharine Sanderson habla con los científicos que trabajaron las veinticuatro horas del día para estudiar el volcán y sus efectos.  No todo ha sido negativo.

En la tarde del 14 de abril, Gelsomina Pappalardo envió un mensaje urgente a sus colegas a través de Europa, pidiendo que encendieran sus láseres y que los señalen hacia el cielo. El volcán Eyjafjallajökull en Islandia acababa de entrar en erupción, y un patrón inusual de viento enviaba la nube de ceniza al cielo de Europa. Pappalardo, que trabaja en el Instituto de Metodologías para el Análisis Ambiental a las afueras de Potenza, Italia, quiso utilizar la red de instrumentos basados en láser, conocida como lidars, para medir las cenizas mientras que extendía por el continente. Sería una ocasión para que la colaboración del lidar brillara.

Pappalardo, que coordina la red europea European Aerosol Research Lidar Network (EARLINET), no fue la única científica en  dar la alarma. Mientras  que los efectos de Eyjafjallajökull se hacían patentes  en los cielos,  docenas de investigadores a través de Europa comenzaron a revolver los datos  que se iban obteniendo. Los modeladores, los investigadores de teledetección a distancia, los expertos del aire, los geólogos y los vulcanólogos atmosféricos son todos que se aprovechan de esta oportunidad rara de medir un volcán en su propio patio trasero.

Red Earlinet y otras encargadas de seguir las cenizas volcánicas.
Fuente:
http://www.meteo.physik.uni-muenchen.de/~stlidar/quicklooks/European-quicklooks.html

Los investigadores en Islandia están sondeando el volcán desde abajo de la superficie, mientras que otros científicos muy lejos de allí  estaban intentando determinar la evolución de la nube de ceniza. Todos están esperando satisfacer su propia curiosidad científica sobre un fenómeno raro y dramático, pero deben primero contestar a los gobiernos nacionales y a las autoridades de aviación civil, que son datos exigentes sobre la erupción cuanto antes para pronosticar los problemas potenciales.

Eso significa poner aparte prácticas normales. Trabajando virtualmente non-stop desde la erupción, los investigadores están recopilando rápidamente datos y los están lanzando, en vez de guardar la información para sí mismos hasta que esté lista para la publicación. " Es un trabajo duro para nosotros, "  dice Pappalardo, que ha confiado en la voluntad de su equipo para poner horas adicionales para satisfacer las  peticiones del gobierno. " Desde el 15 de abril,  he estado durmiendo dos o tres horas a por la noche,  como máximo"

Pappalardo hace frente con un problema: sus datos son valorados altamente por las autoridades de aviación y los modeladores atmosféricos, que los quieren inmediatamente. Pero las medidas no son útiles hasta que se analicen, y eso tarda tiempo. Los datos se utilizan normalmente en estudios a largo plazo de las nubes, del polvo sahariano y de otros componentes atmosféricos que afectan al clima.

"Esto no es una técnica simple, " ella dice. Pappalardo quiere asegurarse de que la información que ella da a otros es exacta, de modo que los pronósticos hechos con esos datos estén correctos. Ella permanece muy activa, compaginando y analizando datos de las 26 estaciones de lidar a través de Europa, y después haciendo los resultados disponibles a las autoridades de aviación. En el futuro,  dice ella  que quisiera que los gobiernos apoyaran las infraestructuras para la supervisión en tiempo real y el análisis automatizado. Un acceso más rápido a tales datos ayudaría a los modeladores atmosféricos a mejorar sus proyecciones de las concentraciones de ceniza en  varias altitudes. Los funcionarios de aviación necesitan esa información para  decidir si cerrar espacios aéreos (véase Nature 464, 1253; 2010).

Un ojo en el Eyjafjallajökull

Los científicos islandeses están en el centro de la acción y han sido los más ocupados de todos. Para ellos, el Eyjafjallajökull es más que apenas un fastidio reciente del tráfico aéreo. “He estado vigilando de cerca a este volcán por 18 años, " dice Freysteinn Sigmundsson, vulcanólogo del Instituto de Geología en la universidad de Islandia en Reykjavík, que está interesado en cómo la corteza de la Tierra se deforma durante acontecimientos sísmicos.

El volcán ha estado sísmicamente activo por el tiempo en que Sigmundsson lo ha estudiado. Pero la actividad con terremotos se intensificó en diciembre de 2009, y se activó con una erupción de lava que arrogaba en un flanco del volcán desde el 20 de marzo de 2010. En este punto sísmico llevó  a las autoridades a evacuar a  la gente de la vecindad inmediata del volcán  antes de  que su cumbre comenzara a expulsar las cenizas el 14 de abril.

Esta erupción parece ser similar a la previa de 1821, que pulsó por intervalos por más de un año. Aunque el patrón del siglo  XIX pudiera indicar que la actual erupción será prolongada, la complejidad magmática debajo de Eyjafjallajökull es complicada dice Sigmundsson, haciendo las predicciones difíciles.

"No hay manera de saber cuánto tiempo ésta durará " dice.

Sigmundsson y sus colegas quieren seguir los conductos del magma que alimentan al volcán. Para hacer esto, siguen el movimiento de la tierra usando receptores del sistema de navegación mundial alrededor de Islandia y de los interferómetros radar por satélite, mientras que las grabaciones sísmicas proporcionan la información sobre las estructuras subterráneas. Tales datos son útiles para la Oficina Meteorológica islandesa y el gobierno, que deben determinar si la actividad volcánica es probable  que aumente.

Magnús Tumi Gudmundsson, jefe de la Facultad de Geologías en la universidad de Islandia, está observando la erupción usando una variedad de medios, incluyendo los instrumentos de radar que pueden ver a través de las nubes de la ceniza en el cráter. Su grupo de investigación está estudiando la composición y la cantidad de ceniza y de roca descargadas por el volcán, tan bien como el agua generada de la fusión del hielo glacial encima de Eyjafjallajökull. Estos datos pueden ayudar a predecir si el volcán producirá ceniza o la lava, también como si inundaciones son probables.

Fuego y agua

La fusión de la nieve  producida en las etapas iniciales de la erupción tuvo consecuencias de gran envergadura. Los investigadores sospechan que la interacción entre el agua y el magma produjo ceniza excepcionalmente de grano fino. Entre el 50% y el 70% de los granos de la ceniza eran de menos de 100 micrómetros en diámetro, y algunos eran más pequeños de 10 micrómetros, dice Gudmundsson. Tales partículas pequeñas permanecen más largo tiempo que las pesadas  en su proceso de transporte, y pueden entrar en los motores del jet y después estropearlos. Ya que la erupción derritió rápidamente todo el hielo cerca de la cumbre, la ceniza creció más gruesamente después de los primeros cuatro días.

Mientras recopilan sus datos, Gudmundsson y sus colegas colgaron muchos  datos en la web de la universidad  y los enviaron a la oficina meteorológica islandesa. Gudmundsson dice que 20 personas de su instituto están trabajando de lleno para supervisar el volcán – poniendo aparte proyectos de investigación regulares para hacer tan. Eventualmente, Gudmundsson espera tener sentido geológico los datos recogidos  y los utiliza para investigar los compartimientos del magma debajo del volcán y qué controla los cambios en comportamiento del magma, particularmente cuando obra e interacciona recíprocamente con agua. Actualmente todas las ideas son " altamente especulativa", dice. “No he tenido una ocasión  como ésta de conseguir datos en los cambios que están ocurriendo."

 Mientras los equipos de Pappalardo, Sigmundsson y Gudmunsson se daban prisa en medir la erupción, Urs Baltensperger apenas lo tuvo que presagiar su tiempo. Baltensperger dirige un laboratorio de química atmosférica en el instituto en Villigen, Suiza, que tiene instrumentos encima del Jungfraujoch, una  montaña suiza de 3.500. Una vez que Baltensperger  se dio cuenta de que la nube de la ceniza estaba en su camino, sabía que esto era una oportunidad en la toma de datos demasiado buena para no hacerlo. "Sólo tenemos que sentarnos cómodamente, relajarnos y esperar  que el penacho llegue, " dice.

El equipo de  Baltensperger y sus colegas en Empa, los laboratorios federales suizos para la ciencia y la tecnología de materiales,  usan filtros y otros instrumentos para determinar la concentración total de cenizas- la masa por unidad de volumen de aire. Su grupo también midió cuánta luz era bloqueada por la nube de la ceniza. De esos dos valores, los investigadores podrían calcular un parámetro necesario para complementar  la información del lidar en las medidas de cuánta ceniza está en el cielo, de qué tipo y en qué altitud. Tales datos complementan la información proporcionada a las autoridades de la aviación por la red de lidar de Pappalardo.

Baltensperger se encuentra feliz al pasar sus resultados a la autoridad suiza de aviación. Pero, como Pappalardo, él dice que para supervisar las erupciones futuras correctamente, el análisis en tiempo real y un sistema de transmisión de datos automatizado son necesarios y requeridos.

La erupción y la crisis que creó en Europa están uniendo a los investigadores de una manera inusual. Thor Thordarsson, vulcanólogo de la universidad de Edimburgo, Reino Unido, que estaba en Islandia cuando la erupción comenzó, dice que la ceniza sopló sobre Europa del Norte, con su red densa de investigación, presenta una oportunidad única de reconstruir la erupción entera y de resolverse qué sucedió dentro del volcán. Pero, como él dijo a un grupo de científicos establecidos en el Reino Unido en Oxford a finales de abril, " Se puede trabajar sólo si cada uno trabaja junto con otros."

Sigmundsson ha llevado un acercamiento estratégico para el lanzamiento de los datos. Su grupo se fija  en las actualizaciones de la sismicidad, del  deshielo y  de la naturaleza del penacho, tal como su altura, color, etc.

Pappalardo dice que ella espera que los esfuerzos de su equipo en conseguir datos del lidar para la gente que la necesita traigan algún cambio. La red del lidar de EARLINET ha estado funcionando por una década, ocasionalmente sobre una base totalmente voluntaria. En un breve descanso  de su trabajo, ella dice que la erupción pudo ayudar a asegurar la financiación a largo plazo de la red. “Ahora todos quiere tener estos datos."

Fuente: Nature News http://www.nature.com/news/ 

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