A medida que el magma en el interior de un volcán viaja desde las profundidades hasta la superficie se generan cristales. Estos contienen muchísima información sobre erupciones pasadas que puede ayudar a pronosticar la actividad futura. Con ayuda de los métodos científicos de alta resolución, cada vez podemos extraer más información sobre la historia de erupciones registrada en los cristales, lo que los convierte en “bolas de cristal” volcánicas.
Los cristales nos informan sobre el porqué, el dónde y el cuándo de las erupciones pasadas. Esta información puede ayudar a entender la “personalidad” del volcán e interpretar si las alertas en la vigilancia futura, como por ejemplo los terremotos que siguen al movimiento del magma hacia la superficie, pueden provocar otra erupción. Esta semana publicamos en Nature Geoscience una columna en la que comentamos el potencial de estas técnicas a la hora de pronosticar erupciones.
El viaje de los cristales hasta la superficie
El magma, que es la roca fundida que alimenta las erupciones volcánicas, se genera a muchas decenas de kilómetros debajo de la superficie, en el manto de la Tierra. En su viaje hacia la superficie puede detenerse en múltiples cámaras o reservorios magmáticos y ascender por una compleja arteria de conductos. A medida que sube, el magma se enfría y genera pequeños cristales que pueden alcanzar la superficie durante las erupciones.
A su llegada a la superficie terrestre, el magma puede fluir generando lavas o explotar produciendo fragmentos denominados piroclastos. Una vez enfriados, las lavas y los piroclastos forman rocas volcánicas que contienen los cristales que se formaron en las profundidades del volcán. Estas son las “bolas de cristal”, que sobrevivieron al calor y a la complejidad del viaje y guardaron un registro de todo lo que “vieron” dentro del volcán.
Los cristales tienen aspectos distintos según el mineral que los forma. Por ejemplo, el olivino verde es muy común en las lavas de las Islas Canarias. La plagioclasa blanca puede ser tan grande como una onza de chocolate blanco en las lavas de los Andes en el oeste de América Latina.
El clinopiroxeno, muy abundante en las lavas de La Palma, produce cristales negros y brillantes que contienen información valiosa sobre cómo funciona el interior de los volcanes.
¿Cómo son los registros de los cristales?
Los cristales de clinopiroxeno suelen ser diminutos, del tamaño de un grano de arena. Vistos al microscopio muestran características de crecimiento espectaculares que registran lo que sucede dentro del volcán antes de las erupciones.
Los cristales crecen incorporando nuevas capas, definiendo zonas de crecimiento concéntricas. Al igual que los anillos de los árboles que registran las variaciones climáticas, la química de las zonas de clinopiroxeno cambia con los cambios en el entorno de magma dentro del volcán. La zona de crecimiento final, en el borde, es particularmente importante porque nos dice si el nuevo magma proveniente de las profundidades desencadenó la erupción.
Esto es fundamental para la vigilancia de los volcanes, cuando los terremotos o la química del gas volcánico indican la llegada de nuevo magma a las profundidades del volcán. Podemos incluso estimar el tiempo que puede tardar el magma en llegar a la superficie midiendo, por ejemplo, la difusión de los cambios químicos en los cristales durante su almacenamiento a altas temperaturas en las entrañas del volcán.
Al mismo tiempo, los cristales de clinopiroxeno pueden crecer con diferentes composiciones en diferentes direcciones. Esto se llama zonación en sector y parece un reloj de arena dentro del cristal. Es útil porque nos dice que el cristal creció relativamente rápido, lo que sugiere una dinámica del magma compleja que puede estar relacionada con procesos de mezcla, de convección, de ascenso y de liberación de gases del magma antes de la erupción. Durante la vigilancia de volcanes activos, podemos buscar señales indirectas de estos procesos desde la superficie para ver si puede ocurrir una erupción.
También es importante localizar a qué profundidad ocurren los procesos desencadenantes de la erupción dentro del volcán. Esto nos permite determinar si la profundidad de los terremotos o de la deformación del terreno son particularmente indicativos de una erupción. La química del clinopiroxeno depende de las condiciones de presión en el momento de la formación del cristal, lo que se permite estimar cómo de profundo se almacena el magma bajo la superficie.
¿Cómo leer la historia de los volcanes?
Aquí es donde entran en juego las técnicas de laboratorio. Para medir las variaciones químicas en cristales tan pequeños utilizamos herramientas como láseres de diámetro tan fino como un cabello humano, que disparamos sobre los cristales volcánicos. También utilizamos fuentes de luz sincrotrón en aceleradores de partículas enormes para estudiar los cristales con una resolución del tamaño de una bacteria.
Este análisis microscópico permite extraer los secretos del magma de los cristales volcánicos y así reconstruir la anatomía interna de los volcanes como si abriéramos una casa de muñecas. El conocimiento del funcionamiento interno de los volcanes es crucial para interpretar si los signos de alerta volcánica, como por ejemplo los terremotos, la deformación del suelo o las emisiones de gases del volcán, pueden indicar una erupción.
Así que la próxima vez que camine por un volcán, ya sea en las Islas Canarias, en Islandia, Estrómboli, Bali o Australia, busque motas de colores en las rocas. Es posible que esté viendo “bolas de cristal” de la historia de los volcanes.
Este artículo fue publicado originalmente en The Conversation.
