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Erupciones explosivas

La formación de pequeños cristales en el magma podría provocar erupciones de una violencia inesperada.

La erupción explosiva del monte Tarawera en 1886 podría haber sido inducida por pequeños cristales conocidos como nanolitos. [ROD HIL, GETTY IMAGES]

Los volcanes considerados apacibles, que expulsan flujos uniformes de lava, en ocasiones entran en erupción de forma explosiva y sin previo aviso: eso hizo el monte Tarawera de Nueva Zelanda en junio de 1886, causando abundantes daños y muertes. Los geólogos llevan tiempo preguntándose por qué los volcanes experimentan estas repentinas y peligrosas transiciones, según Danilo Di Genova, experto en ciencias de la Tierra de la Universidad de Bayreuth.

En un artículo publicado en Science Advances, Di Genova y sus colaboradores proponen que ese cambio catastrófico está relacionado con unos granos cristalinos denominados nanolitos, que pueden formarse en el magma ascendente y tienen un tamaño unas cien veces menor que el de una bacteria típica. Los investigadores afirman que esos granos incrementan la viscosidad del magma, lo cual impide que los gases volcánicos escapen de la roca fundida. El consiguiente aumento de presión crea las condiciones idóneas para una explosión violenta.

Gracias a técnicas espectroscópicas y de microscopía electrónica, los científicos hallaron nanolitos en las cenizas de volcanes activos, como el Etna, en Italia, y el Tambora, en Indonesia. Luego examinaron cómo se forman los nanolitos en un tipo de magma relativamente fluido que se convierte en basalto al enfriarse. Ese magma de baja viscosidad suele permitir que los gases escapen fácilmente y produce flujos de lava suaves. Los investigadores obtuvieron nanolitos en el laboratorio fundiendo basalto y enfriándolo con rapidez. Este último proceso es crucial: durante las erupciones, el magma pierde calor a medida que asciende por una chimenea, y el estudio reveló que los nanolitos solo se formarán si tal pérdida energética ocurre a un ritmo apropiado, señala Di Genova.

«El magma es un sistema con muchos componentes, sobre todo silicio y oxígeno», detalla Di Genova. «Contiene otros elementos, como aluminio, calcio y hierro, y este último parece el más relevante para la formación de nanolitos.» La mayoría de los nanolitos son cristales de óxido de hierro con trazas de aluminio, añade el científico. Y esos cristales pueden generarse en diversos tipos de magma, ya que el hierro siempre está presente en el material fundido.

A continuación, los investigadores elaboraron un magma artificial para demostrar que los nanolitos aumentan la viscosidad. Emplearon aceite de silicona (que a temperatura ambiente es tan viscoso como el magma basáltico durante una erupción) y agregaron esferas de vidrio con la forma y el tamaño de los nanolitos. El equipo descubrió que, incluso a concentraciones relativamente bajas, las nanopartículas tienden a agruparse e interrumpir la libre circulación del líquido. En un volcán real, ese aumento repentino de la viscosidad del magma atraparía burbujas del gas liberado. Con el tiempo se alcanzaría una presión suficiente para expulsar el magma a borbotones en vez de en un flujo constante, desencadenando una explosión.

«Es un estudio fascinante, que aborda una cuestión que nos planteábamos desde hacía tiempo», comenta Einat Lev, geóloga de la Universidad de Columbia que no participó en la investigación. «Un reto importante será averiguar cómo añadir esa información a los futuros modelos volcánicos.»

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