¿Te imaginas una bola de cristal donde puedas ver si un volcán está a punto de entrar en erupción? Sería muy útil para los cientos de millones de personas que viven cerca de volcanes activos en todo el mundo. Aunque estas herramientas de adivinación pertenecen al reino de la fantasía, los cristales pueden decirnos cómo despertar una de estas temidas estructuras geológicas.
A medida que el magma dentro de un volcán viaja desde las profundidades a la superficie, se generan cristales. Estos contienen mucha información sobre erupciones pasadas que pueden ayudar a predecir la actividad futura. Con la ayuda de métodos científicos de alta resolución, podemos extraer cada vez más información sobre la historia de las erupciones registradas en cristales, convirtiéndolos en “esferas de cristal” volcánicas.
Los cristales nos dicen el por qué, dónde y cuándo de erupciones pasadas. Esta información puede ayudar a comprender la “personalidad” del volcán e interpretar si las advertencias en monitoreos futuros, como los terremotos que siguen al movimiento del magma hacia la superficie, podrían desencadenar otra erupción. Esta semana publicamos En Geociencias de la naturaleza una columna en la que discutimos el potencial de estas técnicas para predecir erupciones.
El viaje de los cristales a la superficie
El magma, o la roca fundida que alimenta las erupciones volcánicas, se genera a muchas decenas de kilómetros debajo de la superficie, en el manto de la Tierra. En su viaje hacia la superficie puede detenerse en múltiples cámaras o reservorios magmáticos y ascender por una compleja arteria de conductos. A medida que el magma asciende, se enfría y genera pequeños cristales que pueden llegar a la superficie durante las erupciones.
Una vez que llega a la superficie de la Tierra, el magma puede fluir generando lava o explotar produciendo fragmentos llamados piroclastos. Una vez enfriados, las lavas y los piroclastos forman rocas volcánicas que contienen cristales formados en las profundidades del volcán. Estas son las “bolas de cristal”, que sobrevivieron al calor y la complejidad del viaje y realizaron un seguimiento de todo lo que “vieron” dentro del volcán.
Los cristales tienen diferente apariencia según el mineral que los forma. Por ejemplo, el olivino verde es muy común en las lavas de Canarias. La plagioclasa blanca puede alcanzar el tamaño de una onza de chocolate blanco en las lavas andinas del oeste de América Latina.
Clinopiroxeno, muy abundante en lava de la palmaProduce cristales negros brillantes que contienen información valiosa sobre cómo funciona el interior de los volcanes.
¿Cómo son los discos de cristal?
Los cristales de clinopiroxeno suelen ser pequeños, del tamaño de un grano de arena. Vistos al microscopio, muestran características de crecimiento espectaculares que registran lo que sucede dentro del volcán antes de las erupciones.
Los cristales crecen incorporando nuevas capas, definiendo zonas de crecimiento concéntricas. Al igual que los anillos de los árboles que registran las variaciones climáticas, la química de las zonas de clinopiroxeno cambia con los cambios en el entorno del magma dentro del volcán. La zona de crecimiento final, en el límite, es particularmente importante porque nos dice si el nuevo magma de las profundidades provocó la erupción.
Esto es esencial para monitorear los volcanes, cuando los terremotos o la química del gas volcánico indican la llegada de nuevo magma a las profundidades del volcán. También podemos estimar el tiempo que tarda el magma en llegar a la superficie midiendo, por ejemplo, la propagación de cambios químicos en los cristales durante su almacenamiento a altas temperaturas en las entrañas del volcán.
Al mismo tiempo, los cristales de clinopiroxeno pueden crecer con diferentes composiciones en diferentes direcciones. esto se llama zonificación sectorial y parece un reloj de arena dentro del vaso. Es útil porque nos dice que el cristal creció relativamente rápido, lo que sugiere una dinámica compleja del magma que puede estar relacionada con los procesos de mezcla, convección, afloramiento y desgasificación del magma antes de la erupción. Cuando monitoreamos volcanes activos, podemos buscar señales indirectas de estos procesos desde la superficie para ver si podría ocurrir una erupción.
También es importante identificar a qué profundidad dentro del volcán se producen los procesos que desencadenan la erupción. Esto nos permite determinar si la profundidad de los terremotos o la deformación del suelo son particularmente indicativos de una erupción. La química del clinopiroxeno depende de condiciones de presión en el momento de la formación de cristales, lo que nos permite estimar la profundidad a la que se almacena el magma debajo de la superficie.
¿Cómo leer la historia de los volcanes?
Aquí es donde entran en juego las técnicas de laboratorio. Para medir los cambios químicos en cristales tan pequeños utilizamos instrumentos como láseres con un diámetro tan fino como un cabello humano, que disparamos contra cristales volcánicos. También utilizamos fuentes de luz sincrotrón. enormes aceleradores de partículas estudiar cristales con resolución del tamaño de una bacteria.
Este análisis microscópico nos permite extraer los secretos del magma de los cristales volcánicos y así reconstruir la anatomía interna de los volcanes como si abriéramos una casa de muñecas. El conocimiento del funcionamiento interno de los volcanes es fundamental para interpretar si las señales de advertencia volcánicas, como terremotos, deformación del suelo o emisiones de gases del volcán, pueden indicar una erupción.
Así que la próxima vez que camines junto a un volcán, ya sea en las Islas Canarias, Islandia, Stromboli, Bali o AustraliaBusque motas de colores en las rocas. Es posible que veas las «bolas de cristal» de la historia del volcán.
Este artículo fue publicado originalmente en la conversacion.