Nota del editor: En esta serie semanal, LiveScience explora cómo la tecnología impulsa la exploración y el descubrimiento científicos.
Monitorear volcanes es un trabajo difícil. Tienes que saber lo que está sucediendo, pero acercarse demasiado es una propuesta mortal.
Afortunadamente, la tecnología ha hecho que sea más fácil que nunca vigilar las montañas que arrojan magma y cenizas en todo el mundo. Gran parte de esta tecnología permite a los investigadores mantenerse alejados (incluso observando volcanes desde el espacio) mientras vigilan de cerca la actividad volcánica. Algunas de estas tecnologías pueden incluso penetrar los picos de los volcanes cubiertos de nubes, lo que permite a los investigadores "ver" cambios en el suelo que podrían indicar una erupción inminente o un colapso peligroso del domo de lava.
"Le gusta tener múltiples fuentes de información para maximizar su capacidad de comprender lo que está sucediendo", dijo Geoff Wadge, director del Centro de Ciencias de Sistemas Ambientales de la Universidad de Reading en el Reino Unido.
Un trabajo gaseoso
Monitorear volcanes solía ser cuestión de poner las botas en el suelo. El trabajo de campo en persona todavía ocurre hoy, por supuesto, pero ahora los científicos tienen muchas más herramientas a su disposición para rastrear los cambios durante todo el día.
Por ejemplo, los investigadores en un momento tuvieron que desplazarse a los respiraderos de gas volcánico, sacar una botella para capturar el gas y luego enviar la botella sellada a un laboratorio para su análisis. Esa técnica requería mucho tiempo y era peligrosa, considerando que una gran cantidad de gases volcánicos son mortales. Ahora, los científicos recurren con mucha más frecuencia a la tecnología para estos trabajos sucios. Los espectrómetros ultravioleta, por ejemplo, miden la cantidad de luz ultravioleta de la luz solar absorbida por un penacho volcánico. Esta medida permite a los investigadores determinar la cantidad de dióxido de azufre en la nube.
Otra herramienta, en uso en el Observatorio de Volcanes de Hawai desde 2004, es el espectrómetro de transformada de Fourier, que funciona de manera similar pero utiliza luz infrarroja en lugar de ultravioleta. Y uno de los trucos más nuevos del observatorio combina la espectrometría ultravioleta con la fotografía digital, utilizando cámaras que pueden capturar varias mediciones de gases por minuto en el campo. Toda esta información sobre gases ayuda a los investigadores a determinar cuánto magma hay debajo del volcán y qué está haciendo ese magma.
Movimiento de medición
Otras técnicas de alta tecnología rastrean el movimiento terrestre activado por el volcán. La deformación del suelo alrededor de un volcán puede indicar una erupción inminente, al igual que los terremotos. El Observatorio de Volcanes de Hawai tiene más de 60 sensores del sistema de posicionamiento global (GPS) que rastrean el movimiento en los sitios volcánicos activos del estado. Estos sensores GPS no son muy diferentes de los del sistema de navegación de su automóvil o de su teléfono, pero son más sensibles.
Los inclinómetros, que son exactamente como suenan, miden cómo se inclina el suelo en un área volcánica, otra señal reveladora de que algo podría estar moviéndose debajo del suelo.
Tener un ojo en el cielo también es útil para rastrear los cambios volcánicos. Las imágenes satelitales pueden revelar incluso pequeños cambios de elevación en el suelo. Una técnica popular, llamada radar de apertura sintética interferométrica (o InSAR), involucra dos o más imágenes satelitales tomadas desde el mismo punto en órbita en diferentes momentos. Los cambios en la rapidez con que la señal de radar del satélite rebota en el espacio revelan deformaciones sutiles en la superficie de la Tierra. Con estos datos, los científicos pueden crear mapas que muestren los cambios del suelo hasta el centímetro.
Los satélites solo pasan sobre los volcanes de vez en cuando, sin embargo, limitando las vistas a cada 10 días en el mejor de los casos, Wadge le dijo a LiveScience. Para compensar, los investigadores ahora están desplegando un radar terrestre, similar al radar utilizado para rastrear el clima, para vigilar la actividad volcánica. Wadge y sus colegas han desarrollado una herramienta, llamada sensor de topografía volcánica para todo clima (ATVIS), que utiliza ondas con frecuencias de solo milímetros para penetrar en las nubes que a menudo ocultan los picos volcánicos. Con ATVIS, los científicos pueden "observar" la formación de cúpulas de lava, o el crecimiento gradual de las inflamaciones, en los volcanes.
"Las cúpulas de lava son muy peligrosas, porque vierten esta lava altamente viscosa en una gran pila, y finalmente se derrumba. Al hacerlo, produce un flujo piroclástico", dijo Wadge.
El flujo piroclástico es un río mortal y de rápido movimiento de rocas calientes y gas que puede matar a miles en minutos.
Wadge y sus colegas están probando ATVIS en la isla volcánica de las Indias Occidentales de Montserrat. Desde 1995, el volcán Soufriere Hills en la isla ha estado en erupción periódicamente.
Las mediciones de radar también pueden rastrear los flujos de lava fundida desde el espacio, dijo Wadge. Aunque los pases satelitales pueden ocurrir solo cada pocos días, los instrumentos de radar pueden determinar ubicaciones de hasta unos pocos pies (1 a 2 metros). Reunir imágenes tomadas desde el espacio de un flujo de lava de movimiento lento puede revelar una secuencia de "estilo de película" de cómo avanza el flujo, dijo Wadge.
Tecnología de punta
Cada vez más, los científicos recurren a drones no tripulados para lanzarse en picado cerca de un volcán mientras mantienen a los humanos fuera de peligro. En marzo de 2013, la NASA voló 10 misiones de drones no tripulados a control remoto a la columna del volcán Turrialba de Costa Rica. Los drones de 5 libras (2.2 kilogramos) llevaban cámaras de video que filmaban tanto en luz visible como infrarroja, sensores de dióxido de azufre, sensores de partículas y botellas de muestreo de aire. El objetivo es utilizar los datos del penacho para mejorar las predicciones informáticas de los peligros volcánicos como "vog" o smog volcánico tóxico.
En ocasiones, la tecnología incluso puede detectar una erupción que nadie hubiera notado de otra manera. En mayo, el remoto volcán Cleveland de Alaska voló por encima. El volcán está en las Islas Aleutianas, tan remoto que no hay monitoreo de explosiones en la red sísmica. Pero las erupciones pueden interrumpir el transporte aéreo, por lo que es crucial que los investigadores sepan cuándo está ocurriendo una explosión. Para monitorear el ocupado volcán de Cleveland, los científicos del Observatorio del Volcán de Alaska utilizan infrasonidos para detectar ruidos de baja frecuencia por debajo del rango de audición humana. El 4 de mayo, esta técnica permitió a los científicos detectar tres explosiones del volcán inquieto.
En otro caso de detección remota de volcanes, en agosto de 2012, un barco en la Royal Navy de Nueva Zelanda informó sobre una isla flotante de piedra pómez que medía 300 millas (482 km) de largo en el Pacífico Sur. El origen de la piedra pómez probablemente habría seguido siendo un misterio, pero el vulcanólogo Erik Klemetti de la Universidad de Denison y el visualizador de la NASA Robert Simmon buscaron la fuente. Los dos científicos buscaron meses de fotos satelitales de los satélites Terra y Aqua de la NASA y encontraron el primer indicio de una erupción: agua gris ceniza y un penacho volcánico en un volcán submarino llamado Havre Seamount el 19 de julio de 2012.
"Si no supieras dónde mirar, te lo habrías perdido", dijo Klemetti a LiveScience. Las imágenes satelitales, junto con otros avances tecnológicos, han permitido a los vulcanólogos detectar más erupciones que nunca antes, dijo.
"Regrese hace 25 años, hay muchos lugares donde no hubiéramos tenido idea de que ocurrió una erupción", dijo Klemetti.
