En 2018, la lava del volcán Kilauea de Hawái cubrió 35 kilómetros cuadrados de tierra y arrasó con más de 700 edificios, en una de las erupciones más destructivas y ampliamente estudiadas de la isla. Gracias a los datos de esa erupción, los investigadores dicen que tienen una nueva forma de calcular la profundidad de la lava que fluye en función de las ondas peculiares en la roca al rojo vivo. La técnica puede mejorar los pronósticos de qué tan lejos viajarán los flujos, un factor crucial para medir el peligro y advertir a las personas en peligro.
“La idea es bastante buena”, dice la vulcanóloga Simone Tarquini del Instituto Nacional de Geofísica y Vulcanología de Italia, que no participó en el estudio. La técnica, dice, representa «una herramienta completamente nueva que se agregará a la caja de herramientas estándar de los vulcanólogos».
Algunos volcanes explotan violentamente en el aire, mientras que otros, como Kīlauea y sus parientes en Hawái, en su mayoría arrojan lava por sus costados. Cuando comienza una nueva erupción, los administradores de emergencias deben saber a dónde irá esa lava. La forma del terreno, la química de la lava y su volumen pueden afectar el camino de la destrucción, dice Hannah Dietterich, geofísica del Servicio Geológico de EE. UU.
Pero estimar el volumen de un flujo de lava es complicado porque es peligroso y poco práctico medir la profundidad de un flujo. No es posible simplemente dejar caer una vara de medir en lava rápida (aunque los vulcanólogos en Hawái una vez probado desde helicópteros).
Para llegar a esta medida, Dietterich recurrió a una tradición hawaiana consagrada por el tiempo: atrapar olas. Años antes, sus colegas habían notado que algunos flujos de lava presentaban ondas «estacionarias», ondas espaciadas uniformemente que parecen estar inmóviles. De acuerdo con la teoría hidráulica, la medición de tales ondas debería permitir calcular la profundidad del flujo. Sirve para lava?
La erupción de 2018 ofreció una excelente oportunidad para averiguarlo. Debido a que la erupción ocurrió en un vecindario residencial, Dietterich y otros pudieron conducir cerca de la lava, que pasaba a toda velocidad a 54 kilómetros por hora. El aire apestaba a azufre y estaba teñido de asfalto quemado. El suelo estaba lo suficientemente caliente como para derretir zapatos. No mucho después de que la lava comenzara a fluir, vieron ondas estacionarias cerca de la fuente, llamadas respiraderos. “Cuando estabas parado justo al lado del flujo de lava, esas olas se elevaban sobre ti”, dice Dietterich.
Los escáneres láser en helicópteros encontraron que las olas tenían 3 metros de altura desde el valle hasta el pico. Los drones se abalanzaron para registrar la velocidad del flujo. Con base en estos datos, Dietterich y sus colegas calcularon que la lava tenía una profundidad promedio de 5 metros y que su flujo promedio era de 250 metros cúbicos por segundo. Eso es lo suficientemente rápido como para llenar una piscina olímpica cada 9 segundos. Cuando terminó la erupción, analizaron imágenes en 3D del canal de lava drenado y encontraron la profundidad calculada fue una coincidencia cercanainforman en la edición de septiembre de la Diario de Investigación Geofísica: Superficie de la Tierra.
Dietterich dice que estas medidas podrían agregarse al modelo de pronóstico estándar como una verificación independiente. Incluso las imágenes aéreas de ondas estacionarias serían útiles para estimar la profundidad y el caudal, dice.
Sin embargo, las ondas estacionarias solo ocurren en la lava que fluye rápidamente y no en la lava más pegajosa y lenta. Eso significa que la utilidad de monitorearlos se limitará a ciertos volcanes, como los de Hawai o Islandia. También podría ser relevante para Nyiragongo, un peligroso volcán en la República Democrática del Congo que mató a decenas en una erupción en 2021. Incluso podría ser posible usar la misma técnica para estimar las tasas de flujo de otros peligros de flujo rápido que exhiben ondas estacionarias, como flujos de lodo volcánico o flujos de escombros durante las inundaciones, dice Dietterich.
Tarquini señala que las imágenes o videos de ondas estacionarias en tales desastres no ayudarían con la evaluación de peligros en tiempo real, porque estos eventos generalmente solo duran una hora o menos. Pero sería útil para estudiar qué causa que estos flujos se comporten de cierta manera. “Una mejor comprensión de un fenómeno físico siempre implica una mayor capacidad para enfrentarlo”, dice.
Otra diferencia clave entre el agua y la lava, señala Tarquini, es que las propiedades de la roca fundida cambian drásticamente a medida que se enfría. Una vez que la lava se solidifica, puede alterar la forma del propio canal. Después de septiembre de 2018, las laderas de Kīlauea volvieron a ser roca sólida y segura. Pero el volcán todavía está activo y seguramente derramará lava nuevamente.
