Se encontró magma acumulado en un volcán que se creía "extinto"

Lush Rolling Hills acuna las aguas tranquilas del lago rumano Saint Anne, que descansa en un antiguo cráter de la erupción del volcán Ciomadul. El último punto más alto de la cima sopló hace unos 30.000 años, y su prolongada inactividad ha llevado a muchos a presumir que el volcán probablemente no volverá a erupcionar.

Pero resulta que las rocas a kilómetros por debajo de esta escena serena pueden estar cocinándose a fuego lento con una sorprendente cantidad de calor. Un estudio recientemente publicado en Earth and Planetary Science Letters sugiere que el sistema probablemente alberga entre 20 y 58 kilómetros cúbicos de magma, un volumen máximo más que los 20.000 de Gran Pirámide de Guiza.

Para ser claros, esto no significa que una erupción sea necesaria en el futuro del volcán. Pero el trabajo llama la atención sobre los peligros potenciales de los volcanes que a menudo son pasados por alto porque han hervido a fuego lento durante decenas de miles de años en silencio.

"Consideramos preferentemente los volcanes activos, obviamente porque muestran evidencia de un riesgo real", dice el autor del estudio Mickael Laumonier de la Université Clermont Auvergne, Francia. "Pero no debemos olvidar otros volcanes jóvenes relativamente recientes, porque podrían presentar un riesgo que deberíamos evaluar".

Al combinar el análisis geofísico y geoquímico con simulaciones numéricas, el estudio ofrece a los investigadores una visión sorprendente de lo que se está gestando debajo de Ciomandul, y promete ayudar a los científicos a comprender mejor cómo evolucionan sistemas volcánicos similares con el tiempo. 

"Todo esto es un gran trabajo", dice Janine Krippner, una vulcanóloga en el Programa Smithsonian Global Volcanism que no participó en el estudio. Pero advierte que separar las condiciones precisas de kilómetros bajo la superficie es una tarea increíblemente difícil.

"Todavía no estamos diciendo que ese es el caso", dice ella. "Está diciendo, que tenemos una gran cantidad de datos que muestran que esto es lo que podría ser".

Eternas llamas volcánicas

En un momento dado, al menos 20 volcanes están en erupción en todo el mundo. Pero hay muchos más que potencialmente pueden estar activos, el problema es averiguar cuáles. 

Los volcanes como Ciomadul que no han erupcionado en los últimos 10.000 años o más a menudo se llaman inactivos. Sin embargo, esta línea divisoria es un tanto arbitraria, dice Krippner.

Cuando se trata de volcanes, "extinto es una palabra muy dudosa", dice ella. Algunos volcanes, como el infame supervolcán de Yellowstone, pueden permanecer inactivos durante cientos de miles de años entre erupciones.

Una señal de que un volcán aparentemente silencioso tiene el potencial de futuras erupciones es si los volúmenes de roca fundida persisten debajo de él, y estudios anteriores en Ciomadul dieron a entender que ese podría ser el caso. Al estudiar la forma en que las ondas sísmicas rebotan en el suelo, los investigadores anteriores detectaron algunas indicaciones de un reservorio de magma. Las encuestas sobre la conductividad eléctrica del subsuelo, una propiedad que está influenciada por condiciones como la temperatura y el contenido de agua de las rocas, también indicaron que la zona entre cinco y 27 kilómetros de profundidad puede ser más turbulenta que sólida.

Sin embargo, aún no estaba claro si la roca estaba realmente fundida y, de ser así, cuánto magma podría haber.

Observando los registros de cristal

Para responder a estas preguntas, Laumonier y sus colegas primero recurrieron a las rocas de las erupciones pasadas del volcán. Cuando el magma se sienta debajo de un volcán, lentamente se enfría y forma cristales, algunos de los cuales actúan como minúsculos registros mineralógicos, registrando las condiciones en las que se formaron.

Por ejemplo, una clase de minerales conocidos como anfíboles cambian la química según la temperatura y la presión durante la cristalización. La búsqueda de estos cristales en la roca erupcionada ayuda a los investigadores a conocer las condiciones de este antiguo sistema magmático.

El equipo combinó estos datos geoquímicos con lo que sabían de las dimensiones del sistema y realizó simulaciones numéricas para determinar qué tan rápido podría haberse enfriado a través del tiempo y para ver cómo se vería la plomería volcánica en la actualidad. El resultado: Las rocas en la corteza superior debajo del volcán están, en promedio, un 15 por ciento fundidas, con algunas regiones tan altas como el 45 por ciento.

El equipo verificó este resultado elaborando un modelo basado en mediciones de conductividad eléctrica para rocas previamente erupcionadas a diferentes temperaturas, presiones y contenido de agua. Esto les ayudó a interpretar lo que se vio antes en las mediciones de conductividad eléctrica bajo Ciomadul.

Este segundo enfoque dio un resultado similar, lo que sugiere que la zona debajo del volcán está efectivamente entre el 20 y el 58 por ciento de fusión. Si bien este es un rango grande para la cantidad de magma que podría persistir en las tuberías subsuperficiales de Ciomadul, todas las posibles condiciones subsuperficiales producen una cantidad significativa de masa fundida para Ciomadul.

"No tenemos otras opciones para explicar la anomalía geofísica", dice Laumonier.

Los investigadores creen que una erupción es posible si un volcán alberga más de aproximadamente el 45 por ciento de roca fundida. Debajo de eso, "el sistema está todo bloqueado por cristales, y no puede entrar en erupción", dice Michael Ackerson, curador de rocas y minerales en el Museo Nacional Smithsonian de Historia Natural en Washington, D.C.

Por lo tanto, este último análisis sugiere que una erupción puede ser posible en Ciomadul, pero eso no significa que sea inevitable.

Fontanería blanda

Es importante destacar que este estudio también investiga la cuestión de cómo se ven realmente estos sistemas en las profundidades de la Tierra.

"El tropel tradicional de una cámara de magma es esta gran mancha de magma gigante, de aspecto amenazante y candente, sentada en la corteza que está a punto de estallar y matarnos a todos", dice Ackerson.

Pero la investigación sugiere cada vez más que probablemente no sea el caso. En cambio, los reservorios de magma pasan la mayor parte de sus vidas hirviendo tranquilamente en la corteza. Con frecuencia, al menos en parte se cristalizan, formando una sopa pedregosa con proporciones variables de cristales para fundirse en todo el sistema. Esta relación podría diferir drásticamente en la fontanería magmática de un volcán al siguiente.

Para Ciomadul, los investigadores creen que la roca fundida se acumula en dos zonas: una región superior entre cinco y 18 kilómetros de profundidad y un reservorio más bajo y más caliente que comienza alrededor de los 30 kilómetros hacia abajo. Es probable que cada una de estas zonas esté compuesta por bolsas superpuestas de material fundido de diferente temperatura y composición. Por ahora, no está claro cómo se conectan las dos zonas de manera precisa, pero el nuevo mapeo magmático aún proporciona información valiosa sobre el funcionamiento interno de este volcán.

"Este es un nuevo punto de datos en la historia de los magmas globales", dice Ackerson. "Este es un volcán específico en un punto específico en el tiempo, y eso nos ayudará a obtener una imagen mucho más amplia y matizada de cómo se forman y evolucionan los magmas".