¿Puede un terremoto provocar una erupción volcánica?

Los terremotos son uno de los fenómenos naturales más poderosos del planeta. Por eso, no es raro suponer que pueden desencadenar erupciones volcánicas.

Los volcanes de la Tierra suelen encontrarse en zonas del planeta con gran actividad sísmica. Piensa en el denominado Cinturón de Fuego, esto es, la región en forma de herradura que traza los límites de las placas tectónicas de la cuenca del Pacífico. En esta área se ha registrado el 90 por ciento de todos los terremotos ocurridos en el mundo y el 75 por ciento de los volcanes activos.

En estos puntos sísmicos, las erupciones y los terremotos suelen producirse casi al mismo tiempo, y eso es justo lo que cabría esperar. A pesar de las incansables especulaciones en línea, sin embargo, no se puede afirmar de forma rotunda que haya una conexión entre un terremoto dado y una erupción posterior.

"Es posible que el volcán se haya estado preparando para entrar en erupción, o que haya estado en erupción desde mucho tiempo antes", afirma la vulcanóloga Janine Krippner.

Así, la cuestión de si los terremotos pueden causar erupciones volcánicas es un tema de investigación serio que los expertos han estado estudiando durante siglos. Y las múltiples pruebas de estudios recientes sugieren que podría existir una conexión en determinadas situaciones. Entonces, ¿cuál es la postura científica actual al respecto? Veamos.

Unir puntos imprecisos

Atsuko Namiki, profesora asociada de geociencias de la Universidad de Hiroshima, presenta algunos estudios geofísicos con datos que sugieren una relación. Un artículo de 1993, por ejemplo, vincula un sismo de magnitud 7.3 en California con movimientos volcánicos y geotérmicos que ocurrieron inmediatamente después. Y un estudio de 2012 estima que un terremoto de magnitud 8.7 en Japón en 1707 elevó magma desde lo profundo de la tierra hasta una cámara más cercana a la superficie, lo que provocó una gran explosión en el Monte Fuji a los 49 días.

Incluso el cauto Servicio Geológico estadounidense (USGS, por sus siglas en inglés) afirma que, efectivamente, los terremotos, a veces, pueden provocar erupciones. La agencia explica que algunos ejemplos históricos sugieren que el gran temblor que produce un terremoto, o bien, su capacidad para cambiar la presión local que rodea a la fuente magmática, puede desencadenar la inestabilidad volcánica. Y ponen como ejemplo el terremoto de magnitud 7.2 en el volcán Kilauea, Hawái, del 29 de noviembre de 1975, al que inmediatamente le siguió una erupción que duró poco tiempo.

Pero existen algunos problemas. Primero, como indica el USGS, los mecanismos que derivan en dichos fenómenos no son claros, y los artículos que relacionan los terremotos y las erupciones posteriores constituyen meras especulaciones.

Segundo, es posible que la coincidencia temporal en todos estos ejemplos sea simplemente eso, una coincidencia. Los geólogos deben identificar la causa específica y descartar coincidencias antes de establecer un vínculo definitivo; y está claro que las complejidades geológicas de la Tierra hacen que estos requerimientos sean muy difíciles.

Los datos de Darwin

Los análisis estadísticos están tratando de abordar el problema del azar. Un artículo de Nature de 1998 investigó si los temblores de magnitud 8.0 o un número superior podrían desencadenar volcanes explosivos a una distancia de hasta 800 kilómetros del epicentro en un periodo de cinco días. Basándose en datos del siglo XVI al presente, los autores descubrieron que este tipo de erupciones ocurrían con una frecuencia cuatro veces mayor a lo que se definía como coincidencia.

Asimismo, un estudio de 2009 empleó datos históricos para demostrar que los terremotos de magnitud 8,0 en Chile se asocian a tasas de erupciones elevadas en volcanes a una distancia de hasta 500 kilómetros. El problema es que este tipo de datos históricos no son muy certeros.

“Los grandes terremotos y las grandes erupciones volcánicas son fenómenos relativamente poco frecuentes, y los científicos han comenzado a llevar registro fiable recién durante el último medio siglo, dependiendo de la región”, comenta Theresa Sawi, investigadora de geofísica de la University of California, Berkeley.

Muchos datos del pasado proceden de noticias y notas de diarios poco fiables. David Pyle, profesor de vulcanología en la University of Oxford, indica que uno de los primeros escritores que vinculó los terremotos a las erupciones fue Charles Darwin.

En 1840, Darwin reunió información de testigos oculares sobre pequeños cambios en los volcanes chilenos tras el potente terremoto que se produjo allí en 1836. No está claro si hubo alguna erupción, pero “todos estos ´fenómenos´ acabaron en el catálogo de erupciones volcánicas y ahora parecen aportar pruebas de la relación entre volcanes y terremotos”, comenta Pyle.

Como exprimir una pasta de dientes

Sawi es coautora de un análisis estadístico reciente, publicado en Bulletin of Volcanology, que trata de esclarecer este problema. Este estudio se centró únicamente en los datos de mayor rigor científico de 1964 en adelante, y analizó los sismos más pequeños, de una magnitud mínima de 6,0, que habían ocurrido a 800 kilómetros de una erupción volcánica.

Los investigadores identificaron 30 volcanes que podrían haber tenido, en algún momento, una erupción suscitada por un sismo. El equipo no encontró pruebas de una sucesión de hechos que no pudieran explicarse solo a partir del azar. Estos resultados se oponen a uno de los hallazgos de una evaluación de 2006, en la que participó Michael Manga, coautor del nuevo estudio.

“Me complace saber que los investigadores no temen llegar a conclusiones que contradigan su trabajo anterior”, afirmó Oliver Lamb, vulcanólogo de la University of North Carolina en Chapel Hill. “Así debería funcionar la ciencia”.

Curiosamente, el estudio de Sawi determinó que existía un aumento del 5 al 12 por ciento en la cantidad de erupciones explosivas de dos meses a dos años después de un gran terremoto. Según Lamb, este dato es sorprendente e interesante, pero no muy significativo.

Jackie Caplan-Auerbach, profesora adjunta de sismología y vulcanología en la Western Washington University, sostiene que el estudio “subraya que es improbable que un sismo desencadene una erupción”.

Entonces ¿cómo se explicaría esta sostenida tendencia? Una hipótesis es que, durante esos meses, las fisuras provocadas por los sismos abren nuevas vías para que circule magma viscoso, poco a poco, hacia la superficie. Con el tiempo, el temblor crearía más burbujas de magma que aumentarían su presión, algo parecido a lo que sucede cuando se agita una lata de gaseosa.

Tal vez el movimiento de la roca puede exprimir los cuerpos de magma como un tubo de pasta de dientes, comenta Sawi, y hacer que el magma salga por las vías de escape. O el terremoto puede estirar la roca en torno al depósito de magma de un volcán, lo que provocaría que los gases salgan de la roca fundida y aumenten la presión en la lava acumulada.

Querida, encogí al volcán

Caplan-Auerbach sospecha que, si un terremoto provoca una erupción, el volcán tiene que estar a punto de erupcionar al momento en que el temblor ataca. Pero si bien parece "intuitivamente razonable que un terremoto importante provoque el estallido de un volcán que está a punto de entrar en erupción, las pruebas empíricas de esta relación son muy débiles ", explica Pyle.

Algunos científicos, como Namiki, esperan encontrar más pruebas. Junto a sus colegas, está diseñando modelos de sistemas volcánicos, a los que agitan para investigar cómo podría explicarse la causa física del volcán.

En un estudio de 2016, su equipo utilizó jarabes con diferentes cantidades de cristal, burbujas, y otros elementos para simular diferentes depósitos de magma. Descubrieron que a la frecuencia de resonancia, la frecuencia a la que un objeto puede vibrar e forma natural, el movimiento de ida y vuelta del "magma" era más prominente. Las burbujas se unían, y la espuma de la parte superior se desvanecía. En un volcán real, esto facilitaría el escape de gases calientes desde el magma, lo que aumenta la presión del depósito, y a su vez, las posibilidades de que el volcán entre en erupción.

En 2018, el equipo también publicó un estudio de un modelo de volcán hecho con gel al que se le inyectaron fluidos que simulaban diferentes tipos de magma. Descubrieron que, al sacudir el modelo, los fluidos se movían más rápido. Sin embargo, el lugar al que se dirigían los fluidos dependía de su flotabilidad y profundidad de almacenamiento. Los fluidos con menor flotabilidad se movían hacia los lados o hacia abajo, lo cual, en un volcán real, significaría una erupción menos probable. Pero los fluidos burbujeantes a poca profundidad se dirigían hacia arriba, lo que indicaría una erupción.

Observar con atención

Claramente, el asunto no es sencillo; Namiki señala que el escepticismo sobre las erupciones provocadas por terremotos es totalmente entendible. Sin embargo, Eleonora Rivalta, líder del grupo de investigación de terremotos y física volcánica en GFZ Potsdam, sugiere que existe un cambio de actitud hacia la posibilidad de una relación entre los dos fenómenos.

"Si bien la comunidad científica en general puede ser un poco escéptica, muchos geofísicos expertos en el tema están convencidos de que los volcanes reaccionan a los terremotos de múltiples maneras", sostiene. Sin embargo, enfatiza que todavía falta una prueba contundente, una clara demostración de cómo se produjo la erupción de un volcán específico a partir de un terremoto específico.

Existen otras vías de exploración más allá de las estadísticas y simulaciones de laboratorio. Pyle sugiere que si se piensa que ciertos volcanes son provocados por terremotos, entonces los deshechos volcánicos que expulsan podrían contener pistas sobre el estado del magma acumulado antes de su explosión. Eso puede revelar si el terremoto realmente provocó un cambio significativo, o si el volcán iba a estallar de todos modos y el terremoto simplemente aceleró los tiempos.

Para Sawi, el camino a seguir es claro: "El aumento de monitoreo de los volcanes en todo el mundo, especialmente de los volcanes históricos, podría aportar los datos necesarios para comenzar a reconocer los patrones y los factores desencadenantes que podrían indicar una mayor probabilidad de erupción".

Nota del editor: esta nota se ha actualizado para reflejar la filiación más actual de Oliver Lamb.