¿De dónde emerge la materia que expulsan los volcanes?

Las fuentes de lava que se expulsan en el momento de una erupción lanzan una columna de gas y clastos líquidos o sólidos que pueden extenderse desde unas pocas decenas de metros hasta 1 km o más.

A diferencia de los estilos de erupción explosiva y efusiva, que reflejan la fragmentación del magma en las profundidades del conducto o en la superficie, respectivamente, la formación de lava implica la fragmentación de la superficie en condiciones de flujo estrangulado, un comportamiento típico de erupción de baja viscosidad y rápido ascenso, magmas basálticos pobres en volátiles.

La actividad de las fuentes es a menudo episódica. Los mecanismos físicos que impulsan el comportamiento episódico siguen siendo debatidos, con algunos modelos que enfatizan el papel de la tasa de ascenso del magma y otros la acumulación de gas en las cavidades del subsuelo.

Sin embargo, recientemente un equipo multiinstitucional de científicos de la Tierra, meteorólogos, geólogos y vulcanólogos ha desarrollado una nueva teoría para explicar la naturaleza de su origen. En su proyecto, que fue publicado en la revista Nature Communications, el grupo estudió la erupción de 2021 del volcán Fagradalsfjall en Islandia, que produjo lo que algunos han descrito como ejemplos espectaculares de fuentes volcánicas.

Se denomina de ese modo a la instancia en la que un volcán entra en erupción como se muestra típicamente en dibujos, con lava al rojo vivo disparada hacia el cielo antes de caer de nuevo a la Tierra, tomando para ello una forma de cascada por los lados de una caldera del propio volcán.

Aún no se sabe cómo y por qué se forman y qué impulsa su energía, aunque algunos en el campo han sugerido que se debe al rápido ascenso del magma. En este nuevo esfuerzo, el equipo de investigación aprovechó las características únicas de la erupción de Fagradalsfjall para aprender más sobre la formación de fuentes.

La erupción de este volcán en 2021 no ocurrió de repente como una gran explosión. En cambio, surgió como una serie de fuentes de varias alturas. Estas también estaban razonablemente bien contenidas, lo que permitió a los investigadores acercarse a la acción para aprender más sobre lo que impulsaba la formación de la fuente.

Para estudiar las erupciones, el equipo de investigación que se integró por especialistas de la Universidad de Islandia, la Oficina Meteorológica de ese país, la Universidad de Cambridge y el Departamento de Ciencias de la Tierra, Marinas y Ambientales de la Universidad de Carolina del Norte, utilizó un dispositivo que les permitió realizar espectroscopía infrarroja transformada de Fourier (OP-FTIR) de camino abierto (una técnica utilizada para obtener un espectro infrarrojo de absorción o emisión de un sólido, líquido o gas), que fue aplicada en las emisiones del volcán durante cuatro ciclos de erupción y pausas. Luego, al estudiar la composición química de los gases, encontraron atributos que sugerían una explicación para el origen de un volcán en lugar de simplemente explotar su cima. Y eso los llevó a una teoría.

La nueva definición sugiere que volcanes como Fagradalsfjall tienen una cavidad poco profunda debajo de su caldera llena de magma. A medida que éste asciende hacia la cavidad, los gases conducen a una capa de espuma en la parte superior dentro de la cavidad. Los investigadores sugieren que el colapso de la capa de espuma es lo que genera la presión que empuja el magma al aire, creando un efecto de fuente, como el de una gaseosa de una lata agitada. La naturaleza cíclica de este tipo de derrame se debe a que los gases crean repetidamente una capa de espuma dentro de la cavidad.

Aunque los especialistas sugirieron que se requieren más estudios sobre la fuente volcánica, Samuel Scott, especialista del Instituto de Ciencias de la Tierra de la Universidad de Islandia y primer autor del estudio sostiene que su teoría “podría ayudar a explicar la fuente en una variedad de volcanes alrededor del mundo”.