Vigilancia volcánica: siempre con un ojo encima del volcán
Los volcanes activos requieren una vigilancia constante para identificar las señales precursoras que podrían estar avisando de una posible erupción. Existen muchos tipos de señales precursoras, que pueden durar desde pocos días hasta varios años e incluso variar en un mismo volcán, ¡dependiendo del tipo de erupción que esté por venir! Por ello, la vigilancia volcánica es una labor minuciosa y, a menudo, llena de incertidumbre. En la mayoría de los casos, resulta crucial combinar tecnología avanzada y trabajo de campo, utilizando un amplio abanico de instrumentos y métodos para descifrar al máximo la actividad volcánica. ¡Descubramos cómo funciona esta apasionante labor y las fascinantes técnicas que la hacen posible!
SISMÓMETROS Y ACELERÓMETROS: ESCUCHANDO LOS LATIDOS DEL VOLCÁN
Los sismómetros son instrumentos esenciales para detectar señales y movimientos sísmicos, como los terremotos, que son muy comunes en las zonas cercanas a volcanes activos. Los terremotos representan un peligro debido a los movimientos y sacudidas que afectan a las poblaciones cercanas a un volcán, pero no son necesariamente indicadores de una erupción. Sin embargo, conocer la profundidad a la que ocurren y estudiar su variación a lo largo del tiempo nos proporciona valiosa información sobre la configuración en profundidad del sistema volcánico. Por este motivo, en muchos lugares volcánicamente activos, los científicos y las instituciones tienen desplegadas redes de sismómetros que permiten recibir y analizar los terremotos que ocurren en tiempo real. Además, otras señales sísmicas, como el tremor volcánico, pueden durar horas o incluso días y normalmente están causadas por el ascenso del magma hacia la superficie (Figura 1).
Ahora que ya casi somos expertos y expertas en sismología, intentemos interpretar una señal sísmica producida por una erupción volcánica. En la Figura 1c encontraréis los datos de un sismómetro ubicado en La Palma, que durante la erupción de Tajogaite en 2021 registró numerosos terremotos y nos ayudó a entender mejor los movimientos del magma en profundidad. En el eje vertical de la señal sísmica se muestran las horas del día, y en el horizontal los minutos. ¿Sois capaces de determinar a qué hora y minutos tuvieron lugar los terremotos de la franja roja inferior, correspondiente a las 6:00 AM?
¡Exacto! A las 6:13 y a las 6:24 de la mañana. ¿Veis que la señal del segundo terremoto es mucho más intensa? ¡Es porque la sacudida fue mucho más fuerte! En concreto, el terremoto de las 6:24 del 30/10/2021 fue el primer sismo de magnitud superior a 5 durante la erupción del 2021, y ocurrió a unos 39 km de profundidad.
Figura 1. a. Mapa de la isla de La Palma con la ubicación de la red de monitoreo sísmico activa; modificado del Instituto Geográfico Nacional (https://ign.es). b. Mapa de las Canarias Occidentales (de izquierda a derecha, El Hierro, La Palma, La Gomera y Tenerife) con los terremotos de distinta magnitud detectados por la red sísmica entre el 24/09/2024 y el 17/12/2024 (periodo de 90 días); modificado del Instituto Geográfico Nacional (https://ign.es). c. Señal sísmica de la estación TBT (HHZ), ubicada en La Palma, el 30/10/2021; modificada del Instituto Geográfico Nacional (https://ign.es).
SATÉLITES: UNA MIRADA DESDE EL ESPACIO
Los satélites son uno de nuestros grandes aliados en la vigilancia volcánica. ¿Sabías que los volcanes suelen «respirar», hinchándose y deshinchándose, a medida que el magma y los gases se mueven bajo la superficie? Gracias a los satélites, podemos controlar estas deformaciones del terreno y obtener imágenes actualizadas a intervalos regulares, lo que nos permite detectar emisiones de gases. Las imágenes y datos satelitales se vuelven aún más útiles cuando un volcán entra en erupción, ya que nos ayudan a evaluar la extensión de las coladas de lava y la altura y dispersión de la columna y nube eruptiva, pudiendo así estimar su dirección y alcance en tiempo real (Figura 2).
Figura 2. Imágenes satelitales de Sicilia (sur de Italia) durante las erupciones del Etna en 2012 (izquierda) y 2021 (derecha). ¡Fijaos bien! Gracias a estas imágenes, se pudo determinar la dirección en la que se dispersaba la columna y la nube eruptiva durante estas dos erupciones. Esta dirección depende de los vientos dominantes. En el caso de estas dos erupciones, el viento dominante soplaba hacia el sur en 2012 y hacia el este en 2021. Imágenes modificadas modificado de la NASA (Modis-TERRA; https://terra.nasa.gov/) y ESA (https://www.esa.int/)
HELICÓPTEROS, DRONES Y BARCOS: SEGURIDAD Y CONTROL DIRECTO EN LUGARES PELIGROSOS
Los vuelos de reconocimiento en helicóptero son fundamentales durante las erupciones volcánicas. Nos ayudan a hacernos una idea de la extensión de la erupción, los lugares exactos de emisión de material volcánico y la dirección de las coladas de lava (Figura 1). Sin embargo, tal y como hemos aprendido en el blog sobre peligros volcánicos, la emisión de cenizas puede dañar e inutilizar los motores de las aeronaves, a veces haciendo imposible su uso. Ante este problema, los drones han marcado un antes y un después en la vigilancia volcánica. Equipados con cámaras de alta resolución, sensores térmicos y herramientas para recoger muestras de gases o cenizas, los drones permiten explorar zonas inaccesibles y peligrosas para los humanos. Todo esto bajo el control de expertos en su pilotaje, quienes pueden operar a kilómetros de distancia de la erupción, minimizando el riesgo de vuelo a meras pérdidas materiales (Figura 3).
Además de estos medios aéreos, la vigilancia desde medios marítimos equipados con tecnología científica es esencial durante erupciones submarinas o cercanas a la costa. Los buques oceanográficos, como el Sarmiento de Gamboa (operado por el Consejo Superior de Investigaciones Científicas), han demostrado ser de gran utilidad en la cartografía del fondo marino, toma de muestras y evaluación del peligro, como ocurrió durante la erupción del volcán Tagoro en El Hierro (2011) (Figura 3).
Figura 3. a. Fotografía tomada desde un vuelo en helicóptero realizado por el Instituto Vulcanológico de Canarias (INVOLCAN) y la Guardia Civil durante la erupción submarina del Tagoro de 2011, al sur de la isla de El Hierro. En la imagen se observa el buque oceanográfico Sarmiento de Gamboa, que se desplazó al lugar de la erupción para realizar tareas de muestreo, seguimiento y vigilancia volcánica; fotografía de INVOLCAN y Guardia Civil. b. Vigilancia conjunta mediante vuelo de helicóptero y dron durante una erupción efusiva en la península de Reykjanes (Islandia). El dron permite una mayor proximidad a los materiales volcánicos durante las observaciones, sin poner en riesgo la labor de los pilotos; fotografía del Gobierno de Islandia (https://island.is/).
GPS, INCLINÓMETROS Y GRAVÍMETROS: MIDIENDO LA DEFORMACIÓN Y VARIACIONES INTERNAS
Como hemos aprendido, el magma se desplaza en el interior de la Tierra bajo los volcanes. Este movimiento, generalmente ascendente o horizontal, puede producir que una masa de magma llegue a mezclarse con otras, vuelva a quedar estancada o termine ascendiendo hasta llegar a la superficie y desencadenar una erupción. Los gravímetros miden los pequeños cambios en la fuerza de gravedad causados por las variaciones en la cantidad y distribución del magma en profundidad, ya que tiene una densidad diferente a la de las rocas por las que se propaga. Como si fuera un “detector de magma”, este método ayuda a entender cómo se desplaza el magma bajo los volcanes, proporcionando información crucial para anticipar a una posible erupción.
Además, los movimientos de magma bajo la superficie también se pueden medir mediante GPS, inclinómetros y, como ya hemos mencionado, mediante el análisis de datos satelitales. Todos estos instrumentos permiten a los científicos observar deformaciones milimétricas en el terreno que podrían ser indicativas de un inminente evento eruptivo.
Figura 4. Gravímetro realizando mediciones sobre las lavas emitidas durante la erupción del Kīlauea de 1919 (Hawái), con el fin de determinar la cantidad de masa bajo la superficie y estimar los cambios en la distribución y cantidad de magma almacenado.
CÁMARAS TÉRMICAS Y TERMÓMETROS: MIDIENDO EL CALOR DEL VOLCÁN
La temperatura es otro indicador clave en la vigilancia volcánica. Las cámaras térmicas permiten identificar las zonas más y menos calientes en un volcán, registrando temperaturas en fumarolas, coladas de lava y materiales recién expulsados. Estos datos son cruciales para predecir posibles erupciones y evaluar los peligros asociados. Además, las cámaras térmicas proporcionan imágenes en tiempo real de áreas de difícil acceso (Figura 5), lo que permite a los científicos detectar anomalías térmicas que podrían pasar desapercibidas a simple vista.
Los termómetros en las fumarolas también juegan un papel importante. Al medir directamente la temperatura de los gases que escapan del interior del volcán (Figura 5), se pueden identificar cambios súbitos en la dinámica del sistema magmático. Por ejemplo, un aumento en la temperatura puede indicar una mayor actividad en profundidad, posiblemente relacionada con el ascenso del magma o una mayor interacción entre fluidos y rocas calientes.
Figura 5. a. Imagen térmica durante la erupción del volcán Kīlauea (Hawái) el 29 de diciembre de 2020. La diferencia de temperatura entre la lava emitida y las rocas permite controlar la dinámica de la erupción… ¡incluso de noche! b. Gráfico histórico de las variaciones de temperatura en la fumarola del pico del Teide (Tenerife) entre 1993 y 2022; gráfico del INVOLCAN – Boletín mensual vigilancia volcánica de Tenerife, marzo de 2022.
PROPIEDADES FÍSICAS Y QUÍMICAS DE GASES Y LAVAS: UNA VENTANA AL SISTEMA MAGMÁTICO
La composición química del agua, las fumarolas y los gases emitidos por un volcán ofrece pistas valiosas sobre lo que ocurre bajo la superficie. El aumento en la producción de gases como dióxido de azufre (SO₂) o dióxido de carbono (CO₂) puede ser un signo de ascenso del magma. La proporción de estos gases también puede ayudar a determinar si el magma está ascendiendo rápidamente o si permanece confinado en profundidad.
En cuanto a las lavas, su viscosidad y composición mineralógica y química proporcionan información clave sobre el tipo de erupción que podría esperarse. Por ejemplo, las lavas muy viscosas suelen estar asociadas a erupciones explosivas, mientras que las lavas más fluidas se generan durante erupciones efusivas. El análisis químico de los cristales en laboratorio permite estimar las condiciones de presión y temperatura en las que se formaron, ofreciendo una “fotografía” de las profundidades del sistema magmático.
Resumiendo… La vigilancia volcánica es una labor compleja pero apasionante que combina ciencia, tecnología y dedicación. Los datos obtenidos a través de instrumentos como sismómetros, satélites, gravímetros o cámaras térmicas permiten analizar en tiempo real la actividad de un volcán y emitir boletines de alerta que ayudan a proteger vidas y bienes materiales.
Gracias a la Red de Vigilancia Volcánica del Instituto Geográfico Nacional (IGN), se monitorean de forma continua los volcanes de las islas, integrando tecnologías avanzadas y modelos de predicción para mejorar nuestra comprensión y respuesta ante el riesgo volcánico. Para más información sobre la vigilancia volcánica en Canarias, visita la página del IGN: https://visualizadores.ign.es/volcanologia/.
Referencias
Tilling, R.I., 2005. Volcano hazards. En: Martí, J., Ernst, G.G.J. (Eds.), Volcanoes and the Environment. Cambridge University Press, Cambridge, pp. 55–89.