Burbujas en la piedra p¨®mez ayudan a explicar las erupciones volc¨¢nicas violentas

Un volc¨¢n es como una botella de champa?a: cuando se descorcha, la presi¨®n sobre el l¨ªquido baja y eso hace que el gas disuelto forme burbujas que van creciendo a medida que suben. En un volc¨¢n, las burbujas en el magma son las que, al crecer, lo expulsan al exterior. Los geof¨ªsicos saben que en las erupciones m¨¢s destructivas el magma sale fragmentado, y entender c¨®mo ocurre esa fragmentaci¨®n les ayudar¨ªa a predecir c¨®mo evolucionar¨¢ la erupci¨®n una vez que ha empezado. Unos cient¨ªficos espa?oles han resuelto el problema, fij¨¢ndose en la forma de las burbujas de un tipo de piedra p¨®mez.

Los resultados se han dado a conocer en el ¨²ltimo n¨²mero de la la revista cient¨ªfica Nature (9 de diciembre). "El magma es un l¨ªquido con gas disuelto. En una erupci¨®n volc¨¢nica este l¨ªquido est¨¢ en una c¨¢mara a varios kil¨®metros de profundidad, a mucha presi¨®n; cuando se abre un conducto el sistema se descomprime, y el gas forma burbujas", explica Joan Mart¨ª, del Instituto de Ciencias de la Tierra (CSIC), en Barcelona. "A medida que crecen las burbujas el magma se rompe".La diferencia entre las hip¨®tesis que tratan de explicar esta fragmentaci¨®n estriba en c¨®mo consideran el magma: o bien es un fluido que se parte porque no soporta m¨¢s la presi¨®n de las burbujas -como una goma que se estira-, o bien el magma se comporta de repente como un s¨®lido y pierde su capacidad de estirarse. Al problema se han dedicado complejos modelos matem¨¢ticos. Mart¨ª y su grupo (en el que participa David Dingwell, de la Universidad de Bayreuth, Alemania) lo abordaron desde un frente m¨¢s sencillo.

En unas muestras de piedra p¨®mez recogidas en 1987 en la Caldera Ramadas, en los Andes argentinos, observaron unas curiosas deformaciones en las burbujas, que ten¨ªan forma alargada. Las estudiaron al microscopio. "Vimos que la ¨²nica forma de crear esas deformaciones era que el magma se acabara quebrando como un cristal", dice Mart¨ª.

?C¨®mo un material l¨ªquido puede acabar comport¨¢ndose como un s¨®lido? Porque en las erupciones explosivas la descompresi¨®n de la c¨¢mara magm¨¢tica -el descorchado del champ¨¢n- ocurre en milisegundos, y las burbujas crecen demasido r¨¢pido como para que el magma les haga hueco. "El magma no tiene tiempo de relajarse como lo har¨ªa un fluido", explica en Nature Dork Sahagian, de la Universidad de New Hampshire (EEUU). Si lo hiciera, las burbujas de la piedra p¨®mez ser¨ªan redondas y no alargadas.

El mecanismo descrito por el grupo espa?ol no explica todas las erupciones explosivas -muchas de ellas producen piedras con burbujas redondas-, "pero es un primer paso", dice Mart¨ª. Adem¨¢s, los resultados coinciden con los de Youxue Zhang (Universidad de Michigan, Ann Arbor, EEUU), publicados en el mismo n¨²mero de Nature, obtenidos con un modelo inform¨¢tico del proceso de fragmentaci¨®n del magma en las erupciones explosivas.

Mart¨ª aprovechar¨¢ ahora los nuevos resultados para alimentar los modelos inform¨¢ticos que describen las erupciones, en los que el proceso de fragmentaci¨®n del magma es un elemento clave. "No se trata de predecir cu¨¢ndo va a ocurrir la erupci¨®n; eso no podemos hacerlo. Pero los nuevos datos s¨ª nos ayudar¨¢n a pronosticar c¨®mo ser¨¢ la erupci¨®n una vez que ha comenzado", contin¨²a el cient¨ªfico espa?ol. Los investigadores tambi¨¦n pedir¨¢n a la comunidad de vulcan¨®logos que env¨ªen muestras de piedra p¨®mez para estudiar c¨®mo de frecuentes son las deformaciones en las burbujas estudiadas en las muestras de Argentina.

Los investigadores espa?oles han encontrado el mismo tipo de deformaciones de las piedras de Caldera Ramadas en las burbujas de otras muestras de piedra p¨®mez procedentes de la erupci¨®n de hace dos milenios en Monta?a Blanca, en el Teide (Tenerife). Y de ah¨ª deriva una conclusi¨®n: dado que la composici¨®n del magma de ambos volcanes es diferente, el proceso de fragmentaci¨®n del magma tiene que ver, sobre todo, con la estructura del volc¨¢n, y no tanto con la composici¨®n qu¨ªmica del magma.

"Con esta nueva comprensi¨®n de la fragmentaci¨®n, los vulcan¨®logos pueden reconciliar el comportamiento violento de muchos volcanes con las caracter¨ªsticas de los materiales magm¨¢ticos de la erupci¨®n, acerc¨¢ndonos m¨¢s a la predicci¨®n de la naturaleza de las erupciones", afirma Sahagian. Y puntualiza: "Una vez que las burbujas existen, sabemos c¨®mo crecen. Una vez que han crecido, sabemos c¨®mo explotan. Pero todav¨ªa no sabemos c¨®mo se forman".