Las comunidades que habitan cerca de volcanes dependen de los sistemas de alerta temprana para prevenir desastres, pero la desconfianza hacia estas advertencias puede resultar mortal. Para evitar falsas alarmas, es esencial que los científicos desarrollen métodos más fiables de monitoreo volcánico. En este contexto, un nuevo estudio realizado por investigadores de la Universidad de Oxford ha explorado el fenómeno de la shear-wave splitting (división de ondas de corte) como una herramienta clave para proporcionar alertas tempranas sobre erupciones peligrosas.
Los movimientos de magma y rocas en el interior de un volcán generan ondas sísmicas, cuya interpretación puede resultar compleja. El objetivo de esta investigación ha sido identificar un parámetro útil que no solo prediga la ocurrencia de una erupción, sino que también estime su potencial destructivo.
División de ondas de corte
La shear-wave splitting es un fenómeno en el que las ondas de corte sísmicas viajan a diferentes velocidades dependiendo de su polarización. Las grietas y fracturas en las rocas pueden retardar las ondas sísmicas, pero su efecto es más pronunciado en aquellas que atraviesan estas imperfecciones. Si las fracturas están alineadas en una dirección específica, el grado de división de ondas aumenta.
El movimiento de magma y fluidos bajo un volcán genera tensiones en las rocas circundantes, provocando la apertura y cierre de grietas en determinadas orientaciones. El análisis de los cambios en la shear-wave splitting a lo largo del tiempo puede proporcionar información valiosa a los científicos sobre la dinámica interna del volcán.
El equipo de investigación se propuso ir más allá, evaluando si los cambios significativos en las tensiones durante una erupción explosiva también podrían provocar un aumento notable en la división de ondas de corte. Según el profesor Mike Kendall, del Departamento de Ciencias de la Tierra de la Universidad de Oxford, «la anisotropía sísmica, que se refiere a la influencia de la composición de las rocas y sus fracturas internas en la velocidad de las ondas de corte, es un fenómeno bien documentado». Al reflexionar sobre cómo aumenta la anisotropía a medida que se incrementa la presión en el interior de un volcán, el equipo se mostró entusiasmado por explorar si estos cambios podrían ser detectables y utilizados en sistemas de alerta temprana.
El estudio se centró en el volcán Ontake, en la isla de Honshū, Japón, donde se analizaron las señales sísmicas durante dos erupciones: una pequeña en 2007 y otra más explosiva y mortal en 2014. Los investigadores descubrieron que, durante la erupción menor, la cantidad de división de ondas se mantuvo constante, mientras que en la erupción de 2014, esta se duplicó justo antes de la explosión del volcán. Esto sugiere una relación útil entre la cantidad de división de ondas y la magnitud de la erupción.
La profesora Toshiko Terakawa, de la Universidad de Nagoya, destacó que «los mecanismos focales de los terremotos volcánico-tectónicos cambiaron drásticamente antes y después de la erupción de 2014». Integrar datos de la shear-wave splitting con los mecanismos focales de los terremotos puede aportar una comprensión más profunda de las condiciones necesarias para que se produzca una erupción. Por su parte, la profesora Martha Savage, de la Universidad de Victoria en Wellington, añadió que «los registros alrededor de las dos erupciones en el volcán Ontake han demostrado que este método no solo puede mostrar cambios antes de las erupciones, sino que también puede ayudar a predecir la magnitud de una erupción».
La detección de cambios en la shear-wave splitting antes de la erupción de Ontake ofrece a los científicos una nueva herramienta no solo para alertar a las comunidades locales, sino también para evaluar el potencial destructivo de las erupciones. Se espera que estos efectos sean observables en otros volcanes alrededor del mundo, no solo en Ontake, lo que podría convertir esta metodología en una herramienta vital para la prevención de desastres volcánicos.
Este estudio forma parte de un programa de investigación en volcanología y energía geotérmica en Oxford, que continúa arrojando luz sobre la arquitectura de los volcanes y complementando los esfuerzos de monitoreo de riesgos.
