Investigadores hallan que la friccion y la formacion de burbujas en el magma determinan el tipo de erupcion volcanica. Un equipo internacional presento los resultados de una investigacion sobre volcanes activos, en la que estudiaron en laboratorio y mediante simulaciones informaticas la relacion entre las burbujas de gas, el movimiento del magma y la explosividad de las erupciones.
El trabajo busco entender por que algunos volcanes con magmas ricos en gases, que en teoria deberian ser muy explosivos, presentan erupciones efusivas con lava fluida. El estudio analizo fenomenos observados en volcanes como el Monte St. Helens (Estados Unidos) y el Quizapu (Chile) y aporta herramientas para anticipar mejor como puede comportarse un volcan ante una acumulacion de presion interna.
Segun ETH Zurich, la cantidad y el momento de formacion de las burbujas de gas influyen decisivamente en si una erupcion sera explosiva o tranquila. Hasta ahora se pensaba que las burbujas se generaban principalmente por la descompresion al ascender el magma; el nuevo trabajo cuestiona esa idea y ofrece evidencia experimental que amplia la comprension del proceso.
El papel de las fuerzas de cizallamiento en el magma
ETH Zurich explica que la friccion y el movimiento dentro del conducto volcanico tienen un papel clave en la aparicion de burbujas. Las fuerzas de cizallamiento pueden inducir la nucleacion de burbujas incluso sin que se produzca una reduccion de presion.
Cerca de las paredes del conducto, donde la friccion entre el magma y la roca es mayor, el flujo se ralentiza respecto al centro, generando un comportamiento similar al de remover un fluido viscoso. En esas zonas se forman burbujas de gas adheridas a la franja de mayor friccion.
Olivier Bachmann, profesor de Vulcanologia en ETH Zurich y coautor del estudio, senalo que los experimentos demostraron que el movimiento inducido en el magma basta para generar burbujas en ausencia de caida de presion. Las pruebas se realizaron con liquidos viscosos saturados de dioxido de carbono para simular el comportamiento del magma en condiciones reales.
Cuando el contenido inicial de gas en el magma es mayor, se necesita menos friccion para crear nuevas burbujas, anade Bachmann. Ademas, una vez que aparecen burbujas en un sector, estas facilitan la nucleacion de otras burbujas alrededor.
Los datos experimentales fueron validados con modelos computacionales que muestran que la formacion de burbujas ocurre con especial intensidad alli donde el magma viscoso circula cerca de las paredes del conducto y esta sometido a fuertes fuerzas de cizallamiento.
Implicancias sobre el comportamiento eruptivo
El numero y la distribucion de burbujas en el magma condicionan tanto su ascenso dentro del volcan como la forma en que se liberan los gases en superficie. En algunos casos, las burbujas generadas por cizallamiento se combinan y forman canales que permiten al gas escapar antes de tiempo, de modo que un magma rico en gases puede desgasificarse antes de alcanzar la cima y dar lugar a una erupcion efusiva y no explosiva.
Casos como el del Monte St. Helens en 1980 ilustran este patron: la erupcion comenzo con un flujo lento de lava en el cono y solo se volvio explosiva despues de que un deslizamiento de tierra agrando el conducto y redujo la presion de forma abrupta. Segun los autores, esto sugiere que muchos volcanes con magmas viscosos pueden evacuar gas de forma eficiente, lo que cambia la manera de modelar y predecir su comportamiento.
Bachmann explico que los modelos tradicionales centrados unicamente en la presion no captaban la capacidad del magma para liberar gases mediante fuerzas internas. Incorporar estos mecanismos en los modelos permitira estimar con mayor precision la peligrosidad de futuras erupciones.
En laboratorio, al aplicar movimiento y cizallamiento a liquidos analogos saturados de gas, los investigadores observaron la nucleacion subita de burbujas al superar ciertos umbrales. A mayores niveles de saturacion de gas, se requiere menos friccion para desencadenar el fenomeno.
Los experimentos indican ademas que la presencia de burbujas iniciales acelera la formacion en cadena de nuevas burbujas, favoreciendo el desarrollo de canales de escape para los gases. De este modo, volcanes antes considerados impredecibles podrian liberar presion internamente sin detonar grandes explosiones si el magma consigue formar vias de desgasificacion a tiempo.
Este estudio aporta informacion clave sobre los procesos subterraneos en volcanes activos y mejora los criterios para evaluar futuros escenarios eruptivos. Segun ETH Zurich, estos avances en la ciencia volcanica conducen a modelos mas precisos, lo que contribuira a una mejor prevencion y preparacion ante riesgos asociados a la actividad volcanica.
