Vigilància volcànica: sempre amb un ull sobre el volcà
Els volcans actius requereixen una vigilància constant per identificar els senyals precursors que podrien estar avisant d’una possible erupció. Existeixen molts tipus de senyals precursors, que poden durar des de pocs dies fins a diversos anys i fins i tot variar en un mateix volcà, depenent del tipus d’erupció que es pugui donar! Per això, la vigilància volcànica és una tasca complexa i, sovint, plena d’incertesa. En la majoria dels casos, és crucial combinar tecnologia avançada i campanyes de camp, utilitzant un ampli ventall d’equips de mesura i tècniques per esbrinar tot el relacionat amb l’activitat volcànica. Coneguem com funciona aquesta apassionant tasca i les fascinants tècniques que la fan possible!
SISMÒMETRES I ACCELERÒMETRES: ESCOLTANT ELS BATECS DEL VOLCÀ
Els sismòmetres i acceleròmetres són instruments essencials per detectar senyals i moviments sísmics, com els terratrèmols, que són molt comuns a les zones volcànicament actives. Els terratrèmols representen un perill indirecte a causa dels moviments i sacsejades que afecten les poblacions properes a un volcà, però no són necessàriament indicadors d’una futura o imminent erupció. No obstant això, determinar la profunditat a la qual es produeixen i estudiar la seva variació al llarg del temps ens proporciona valuosa informació sobre la configuració en profunditat del sistema volcànic. Per aquest motiu, en molts llocs volcànicament actius, les institucions han instal·lat xarxes de sismòmetres i acceleròmetres que permeten rebre i analitzar els terratrèmols ocorreguts en temps real (Figura 1). A més, altres senyals sísmics, com el tremor volcànic, poden durar hores o fins i tot mesos i normalment estan causats per l’ascens del magma cap a la superfície.
Ara que ja gairebé som experts i expertes en sismologia, intentem interpretar un senyal sísmic produït per una erupció volcànica. A la Figura 1c trobareu les dades d’un sismòmetre ubicat a La Palma, que durant l’erupció del 2021 va registrar nombrosos terratrèmols i ens va ajudar a comprendre millor els moviments del magma en profunditat. A l’eix vertical del senyal sísmic es mostren les hores del dia, i a l’horitzontal, els minuts. Podríeu determinar a quina hora i minuts van tenir lloc els terratrèmols de la franja vermella inferior, corresponent a les 6:00 AM?
Exacte! A les 6:13 i a les 6:24 del matí. Veieu que el senyal del segon terratrèmol és molt més intens? És perquè la sacsejada va ser molt més forta! En concret, el terratrèmol de les 6:24 del 30/10/2021 va ser el primer sisme de magnitud superior a 5 durant l’erupció del 2021, i va ocórrer a uns 39 km de profunditat.
Figura 1. a. Mapa de l’illa de La Palma amb la ubicació de la xarxa de monitoratge sísmic activa. b. Mapa de les Canàries occidentals (d’esquerra a dreta, El Hierro, La Palma, La Gomera i Tenerife) amb els terratrèmols de diferent magnitud detectats per la xarxa sísmica entre el 24/09/2024 i el 17/12/2024 (període de 90 dies). c. Senyal sísmic de l’estació TBT (HHZ), ubicada a La Palma, el 30/10/2021. Modificat de l’Instituto Geográfico Nacional (https://ign.es).
SATÈL·LITS: UNA MIRADA DES DE L’ESPAI
Els satèl·lits són un dels nostres grans aliats en la vigilància volcànica. Sabies que els volcans solen “respirar”, inflant-se i desinflant-se, a mesura que el magma i els gasos es mouen sota la superfície? Gràcies als satèl·lits, podem controlar aquestes deformacions del terreny i obtenir imatges actualitzades a intervals regulars, fet que ens permet detectar emissions de gasos. Les imatges i dades de satèl·lit es tornen encara més útils quan un volcà entra en erupció, ja que ens ajuden a avaluar l’extensió de les colades de lava, així com l’altura, dispersió i composició de la columna i el núvol eruptius, podent així estimar-ne la direcció i l’abast en temps real (Figura 2).
Figura 2. Imatges de satèl·lit de Sicília (sud d’Itàlia) durant les erupcions de l’Etna el 2012 (a) i el 2021 (b). Fixeu-vos-hi bé! Gràcies a aquestes imatges, es va poder determinar la direcció en què es dispersaven la columna i el núvol eruptius durant aquestes dues erupcions. Aquesta direcció depèn dels vents dominants. En el cas d’aquestes dues erupcions, el vent dominant bufava cap al sud el 2012 i cap a l’est el 2021. Modificat de NASA (Modis-TERRA; https://terra.nasa.gov/) i ESA (https://www.esa.int/).
HELICÒPTERS, DRONS, VAIXELLS: VIGILÀNCIA PER MAR I AIRE
Els vols de reconeixement en helicòpter proporcionen una gran quantitat d’informació durant una erupció volcànica. Ens ajuden a fer-nos una idea de l’extensió de l’erupció, dels llocs exactes d’emissió de material volcànic i de la direcció de les colades de lava (Figura 3). No obstant això, tal com hem après en el blog sobre perills volcànics, l’emissió de cendres pot malmetre i inutilitzar els motors de les aeronaus, fent-ne a vegades impossible l’ús. Davant d’aquest problema, els drons han marcat un abans i un després en la vigilància volcànica. Equipats amb càmeres d’alta resolució, sensors tèrmics i eines per a recollir mostres de gasos o cendres, els drons permeten explorar zones inaccessibles i perilloses per a l’ésser humà. Tot això sota el control d’experts i expertes en el seu pilotatge, que poden operar a quilòmetres de distància de l’erupció, minimitzant el risc de vol a pèrdues materials (Figura 3a). A més, són més econòmics i menys contaminants que els vols en helicòpter.
A més d’aquests mitjans aeris, la vigilància des de mitjans marítims equipats amb tecnologia científica és essencial durant erupcions submarines o properes a la costa. Els vaixells oceanogràfics, com el Sarmiento de Gamboa (operat pel Consell Superior d’Investigacions Científiques, CSIC), han demostrat ser de gran utilitat en la cartografia del fons marí, presa de mostres i avaluació del perill, com va ocórrer durant l’erupció del volcà Tagoro a El Hierro (2011) (Figura 3b).
Figura 3. a. Vigilància amb helicòpter i dron durant una erupció efusiva a la península de Reykjanes (Islàndia). El dron permet una major proximitat als materials volcànics sense posar en risc els pilots; https://island.is/. b. Fotografia des d’un helicòpter durant l’erupció submarina del 2011 a El Hierro. A la imatge, el vaixell oceanogràfic Sarmiento de Gamboa, desplaçat al lloc de l’erupció per dur a terme tasques de mostreig, seguiment i vigilància volcànica; fotografia d’INVOLCAN i la Guàrdia Civil.
GRAVÍMETRES, GPS, INCLINÒMETRES: DEFORMACIÓ I VARIACIÓ INTERNA
Com hem après, el magma es desplaça a l’interior de la Terra sota la superfície. Aquest moviment pot produir que una massa de magma arribi barrejar-se amb altres, torni a quedar estancada o acabi ascendint fins a arribar a la superfície i desencadenar una erupció. Els gravímetres (Figura 4a) mesuren els petits canvis en la força de la gravetat causats per les variacions en la quantitat i distribució del magma en profunditat, ja que té una densitat diferent de la de les roques per les quals es propaga. Com si fos un “detector de magma”, aquest instrument ajuda a entendre com es desplaça el magma sota els volcans, proporcionant informació crucial per a anticipar una possible erupció. A més, els moviments del magma també es poden mesurar mitjançant tècniques GNSS (Sistema Global de Navegació per Satèl·lit, que inclou GPS, GALILEO i GLONASS; Figura 4b) i inclinòmetres, que permeten al personal científic detectar deformacions mil·limètriques en el terreny.
Figura 4. a. Gravímetre realitzant mesures sobre les laves emeses durant l’erupció del Kīlauea el 1919 (Hawaii), amb l’objectiu de determinar la quantitat de massa sota la superfície; https://www.usgs.gov/. b. Registre de mesures GPS a l’estació FRON (El Hierro), durant el període 2011-2022. L’any 2011 s’observa una tendència ascendent d’uns 60 mil·límetres, causada per l’erupció submarina de La Restinga; https://www.ign.es/.
CÀMERES TÈRMIQUES I TERMÒMETRES: MESURANT LA CALOR DEL VOLCÀ
La temperatura és un altre indicador clau en la vigilància volcànica. Les càmeres tèrmiques permeten identificar les zones més i menys calentes en un volcà, registrant temperatures en fumaroles, colades de lava i materials tot just emesos. Aquestes dades són crucials per elaborar el pronòstic de possibles erupcions i avaluar els perills associats. A més, les càmeres tèrmiques proporcionen imatges en temps real en àrees de difícil accés (Figura 5a), fet que permet als científics i científiques detectar anomalies tèrmiques que podrien passar desapercebudes a simple vista.
Els termòmetres a les fumaroles també tenen un paper important. En mesurar directament la temperatura dels gasos que escapen de l’interior del volcà (Figura 5b), es poden identificar canvis en la dinàmica del sistema magmàtic. Per exemple, un augment en la temperatura pot indicar una major activitat en profunditat, possiblement relacionada amb l’ascens del magma o una major interacció entre fluids i roques calentes.
Figura 5. a. Imatge d’una càmera tèrmica durant l’erupció del volcà Kīlauea (Hawaii) el 29 de desembre de 2020. La diferència de temperatura entre la lava emesa i les roques permet controlar la dinàmica de l’erupció… fins i tot de nit!; https://usgs.gov/. b. Gràfic històric de variacions de temperatura a la fumarola del pic del Teide (Tenerife) entre 1993 i 2022; https://involcan.org/.
PROPIETATS FISICOQUÍMIQUES: UNA FINESTRA AL SISTEMA MAGMÀTIC
La composició química de l’aigua, els gasos i les fumaroles en àrees volcàniques ofereix pistes valuoses sobre el que ocorre sota la superfície. L’augment en la producció de gasos com diòxid de sofre (SO₂) o diòxid de carboni (CO₂) pot ser un senyal d’ascens de magma. La proporció d’aquests gasos també pot ajudar a saber si el magma està ascendint ràpidament o si roman confinat en profunditat.
Pel que fa a les laves, la seva viscositat, mineralogia i composició química proporcionen informació clau sobre el tipus d’erupció que es podria esperar. Per exemple, les laves molt viscoses solen estar associades a erupcions explosives, mentre que les laves més fluides es generen durant erupcions efusives. La recol·lecció de mostres és, per tant, una altra de les tasques fonamentals en la vigilància volcànica. D’una banda, el mostreig d’erupcions passades en una zona volcànica activa ens ajuda a saber quins tipus i quantitats de material volcànic poden ser emesos en el futur. D’altra banda, el mostreig de materials volcànics durant el transcurs d’una erupció (Figura 6a) ens permet conèixer el comportament dinàmic del volcà, la composició del magma i pronosticar possibles canvis en l’activitat eruptiva, fet que és crucial per a l’avaluació de riscos en temps real. Les observacions sota el microscopi petrogràfic (Figura 6b) i l’anàlisi químic dels minerals en laboratori permeten, entre d’altres, estimar les condicions de pressió i temperatura a les quals es van formar, oferint una “fotografia” de les profunditats del sistema magmàtic.
Figura 6. Bombes volcàniques amb nucli incandescent; modificat d’Aulinas et al. (2022) (a) i vista sota el microscopi petrogràfic d’una lava basanítica; modificat d’Aulinas et al. (2021) (b), ambdues emeses durant l’erupció del 2021 a La Palma.
Resumint… La vigilància volcànica és una tasca ininterrompuda, complexa però apassionant, que combina ciència, tecnologia i dedicació. Les dades obtingudes a través d’equips com sismòmetres, satèl·lits, gravímetres o càmeres tèrmiques permeten analitzar en temps real l’activitat d’un volcà i emetre butlletins de vigilància volcànica que ajuden a protegir vides i béns materials.
Gràcies a la Xarxa de Vigilància Volcànica de l’Instituto Geográfico Nacional (IGN), es monitoritzen de manera contínua les Illes Canàries i els seus volcans, integrant tecnologies avançades i models de predicció per millorar la comprensió i la resposta davant el risc volcànic. Per a més informació sobre la vigilància volcànica a les Canàries, visita la pàgina de l’IGN. Altres observatoris de referència mundial que duen a terme dia rere dia una important tasca de vigilància volcànica són, entre d’altres:
- Observatoire Volcanologique de Goma (OVG), República Democràtica del Congo.
- Alaska Volcano Observatory (AVO), Estats Units.
- Red Nacional de Vigilancia Volcánica (RNVV), Xile.
- Instituto Geofísico de la Escuela Politécnica Nacional (IG-EPN), Equador.
- Osservatorio Vesuviano (INGV-OV), Itàlia.
- Japan Meteorological Agency (JMA), Japó.
- Iceland Meteorological Office (Veðurstofa Íslands), Islàndia.
- GeoNet (NHC Toka Tū Ake i GNS Science), Nova Zelanda.
- Philippine Institute of Volcanology and Seismology (PHIVOLCS), Filipines.
Referències
Aulinas, M., Rodríguez-González, A., Mínguez, H. A., del Carmen Cabrera, M., Carracedo, J.C., Day, J. M., Fernández-Turiel, J.L., Gazel, E., Geiger, H., Gisbert, G., Prieto-Torrell, C., Troll, V.R., Pérez-Torrado, F.J., 2021. La erupción de 2021 en La Palma (Islas Canarias) bajo el microscopio. Enseñanza de las Ciencias de la Tierra 29(2), 252-254.
https://raco.cat/index.php/ECT/article/view/427258
Carracedo, J.C., Troll, V.R., Day, J.M.D., Geiger, H., Aulinas, M., Soler, V., Deegan, F., Pérez-Torrado, F.J., Gisbert, G., Gazel, E., Rodriguez-Gonzalez, A., Albert, H., 2022. The 2021 eruption of the Cumbre Vieja volcanic ridge on La Palma, Canary Islands. Geol. Today 38, 94–107. https://doi.org/10.1111/gto.12388
Si vols citar aquesta entrada del volkiblog:
Prieto-Torrell, C., Geyer, A., López, R., & Schamuells, N. (2025). VIGILÀNCIA VOLCÀNICA: SEMPRE AMB UN ULL SOBRE EL VOLCÀ. Zenodo. https://doi.org/10.5281/zenodo.15093604
Textos: Claudia Prieto-Torrell (GEO3BCN-CSIC), Adelina Geyer (GEO3BCN-CSIC), Rubén López (IGN)
Il·lustracions: Noah Schamuells (GEO3BCN-CSIC)
Termes d’ús: Aquest document està publicat amb llicència CC By-NC-ND (Creative Commons Reconeixement-NoComercial-SenseObraDerivada). Es permet descarregar-lo i compartir-lo lliurement sempre que es doni crèdit de manera adequada. No es pot canviar de cap manera ni utilitzar-lo de forma comercial. Veure més informació sobre la llicència CC By-NC-ND aquí.