Un hallazgo en La Palma cambia lo que sabíamos sobre la formación de las erupciones volcánicas

Un equipo internacional de investigadores ha identificado un mecanismo térmico que podría ayudar a explicar por qué volcanes con características aparentemente similares pueden presentar comportamientos eruptivos muy diferentes. El hallazgo, basado en el estudio del magma expulsado durante la erupción del volcán Tajogaite en La Palma en 2021, apunta al denominado «sobrecalentamiento» del magma como un factor clave para determinar la evolución de una erupción.

La investigación, liderada por la Universidad de Mánchester y publicada en la revista Nature Communications, profundiza en el papel que desempeña la historia térmica del magma antes de alcanzar la superficie terrestre. Según los científicos, cuando el magma se calienta por encima de la temperatura a la que los cristales permanecen estables, puede producirse un fenómeno de sobrecalentamiento que altera significativamente su comportamiento durante el ascenso.

Los investigadores descubrieron que este exceso de calor es capaz de disolver diminutas estructuras cristalinas preexistentes que actúan como «semillas» para la formación de nuevos cristales. Además, el sobrecalentamiento modifica la estructura interna del magma, haciéndolo más homogéneo y dificultando la aparición de nuevos cristales.

Estas transformaciones tienen consecuencias directas sobre dos aspectos fundamentales de cualquier erupción volcánica: la velocidad con la que asciende el magma y la capacidad de los gases para escapar de su interior. Ambos factores influyen de forma decisiva en la intensidad y características de las erupciones.

La autora principal del estudio, la investigadora Barbara Bonechi, explica que el crecimiento de cristales y burbujas puede controlar de manera significativa el comportamiento de un magma. A medida que aumenta la cantidad de cristales, la viscosidad del material también se incrementa, modificando la dinámica de la erupción.

Hasta ahora, los científicos no comprendían completamente cómo evolucionaba la cristalización en magmas que habían recibido una importante inyección de calor justo antes de iniciar su ascenso. Gracias a nuevas herramientas experimentales, el equipo ha podido observar estos procesos con un nivel de detalle sin precedentes.

Un retraso de horas en la formación de cristales

Para llevar a cabo la investigación, los científicos recrearon en laboratorio las condiciones existentes en el interior de un volcán utilizando muestras de magma procedentes de la erupción de Tajogaite. Los expertos sospechaban que este magma había experimentado cierto grado de sobrecalentamiento antes de alcanzar la superficie, por lo que constituía un caso de estudio ideal.

Los experimentos combinaron técnicas avanzadas de observación mediante microtomografía de rayos X de sincrotrón en las instalaciones de Diamond Light Source, en Reino Unido, junto con pruebas complementarias realizadas en Praga. Esta metodología permitió seguir en tiempo real la evolución de los procesos de cristalización bajo condiciones controladas de temperatura y presión similares a las existentes en los sistemas volcánicos.

Los resultados mostraron diferencias notables. El magma que no había sido sometido a un sobrecalentamiento intenso comenzó a generar cristales aproximadamente 20 minutos después del inicio del experimento. En cambio, cuando el magma había experimentado un fuerte sobrecalentamiento, la formación de cristales se retrasó durante más de ocho horas.

Posteriormente, los investigadores incorporaron estos datos a modelos numéricos que simulan el ascenso del magma a través de la corteza terrestre. Las simulaciones permitieron evaluar cómo estos retrasos en la cristalización afectan al comportamiento eruptivo.

Los modelos revelaron que un magma que tarda más tiempo en cristalizar mantiene durante más tiempo una consistencia fluida, lo que facilita un ascenso rápido hacia la superficie. Este comportamiento puede favorecer la aparición de espectaculares fuentes de lava y erupciones más dinámicas.

Por el contrario, cuando la cristalización se produce de manera temprana, el magma aumenta rápidamente su viscosidad, se desplaza con mayor lentitud y permite que los gases escapen gradualmente. Como consecuencia, las erupciones tienden a ser más efusivas y menos violentas.

Según los autores, este descubrimiento aporta una nueva pieza para comprender la enorme diversidad de comportamientos observados en los volcanes de todo el mundo. Además, podría tener aplicaciones prácticas en el ámbito de la vigilancia volcánica.

La profesora de Vulcanología de la Universidad de Mánchester y coautora del trabajo, Margherita Polacci, señala que los actuales modelos de evaluación del riesgo volcánico suelen centrarse en parámetros como la composición química del magma, la presión o el contenido de gases. Sin embargo, los resultados obtenidos sugieren que la historia térmica previa a la erupción y la velocidad a la que se forman los cristales también desempeñan un papel fundamental.

Los investigadores consideran que incorporar estos factores a los sistemas de monitorización podría mejorar la interpretación de las señales que emiten los volcanes antes de entrar en erupción y contribuir a desarrollar pronósticos más precisos sobre su evolución futura.