Burbujas en la piedra pómez ayudan a explicar las erupciones volcánicas violentas

Un volcán es como una botella de champaña: cuando se descorcha, la presión sobre el líquido baja y eso hace que el gas disuelto forme burbujas que van creciendo a medida que suben. En un volcán, las burbujas en el magma son las que, al crecer, lo expulsan al exterior. Los geofísicos saben que en las erupciones más destructivas el magma sale fragmentado, y entender cómo ocurre esa fragmentación les ayudaría a predecir cómo evolucionará la erupción una vez que ha empezado. Unos científicos españoles han resuelto el problema, fijándose en la forma de las burbujas de un tipo de piedra pómez.

Los resultados se han dado a conocer en el último número de la la revista científica Nature (9 de diciembre). "El magma es un líquido con gas disuelto. En una erupción volcánica este líquido está en una cámara a varios kilómetros de profundidad, a mucha presión; cuando se abre un conducto el sistema se descomprime, y el gas forma burbujas", explica Joan Martí, del Instituto de Ciencias de la Tierra (CSIC), en Barcelona. "A medida que crecen las burbujas el magma se rompe".La diferencia entre las hipótesis que tratan de explicar esta fragmentación estriba en cómo consideran el magma: o bien es un fluido que se parte porque no soporta más la presión de las burbujas -como una goma que se estira-, o bien el magma se comporta de repente como un sólido y pierde su capacidad de estirarse. Al problema se han dedicado complejos modelos matemáticos. Martí y su grupo (en el que participa David Dingwell, de la Universidad de Bayreuth, Alemania) lo abordaron desde un frente más sencillo.

En unas muestras de piedra pómez recogidas en 1987 en la Caldera Ramadas, en los Andes argentinos, observaron unas curiosas deformaciones en las burbujas, que tenían forma alargada. Las estudiaron al microscopio. "Vimos que la única forma de crear esas deformaciones era que el magma se acabara quebrando como un cristal", dice Martí.

¿Cómo un material líquido puede acabar comportándose como un sólido? Porque en las erupciones explosivas la descompresión de la cámara magmática -el descorchado del champán- ocurre en milisegundos, y las burbujas crecen demasido rápido como para que el magma les haga hueco. "El magma no tiene tiempo de relajarse como lo haría un fluido", explica en Nature Dork Sahagian, de la Universidad de New Hampshire (EEUU). Si lo hiciera, las burbujas de la piedra pómez serían redondas y no alargadas.

El mecanismo descrito por el grupo español no explica todas las erupciones explosivas -muchas de ellas producen piedras con burbujas redondas-, "pero es un primer paso", dice Martí. Además, los resultados coinciden con los de Youxue Zhang (Universidad de Michigan, Ann Arbor, EEUU), publicados en el mismo número de Nature, obtenidos con un modelo informático del proceso de fragmentación del magma en las erupciones explosivas.

Martí aprovechará ahora los nuevos resultados para alimentar los modelos informáticos que describen las erupciones, en los que el proceso de fragmentación del magma es un elemento clave. "No se trata de predecir cuándo va a ocurrir la erupción; eso no podemos hacerlo. Pero los nuevos datos sí nos ayudarán a pronosticar cómo será la erupción una vez que ha comenzado", continúa el científico español. Los investigadores también pedirán a la comunidad de vulcanólogos que envíen muestras de piedra pómez para estudiar cómo de frecuentes son las deformaciones en las burbujas estudiadas en las muestras de Argentina.

Los investigadores españoles han encontrado el mismo tipo de deformaciones de las piedras de Caldera Ramadas en las burbujas de otras muestras de piedra pómez procedentes de la erupción de hace dos milenios en Montaña Blanca, en el Teide (Tenerife). Y de ahí deriva una conclusión: dado que la composición del magma de ambos volcanes es diferente, el proceso de fragmentación del magma tiene que ver, sobre todo, con la estructura del volcán, y no tanto con la composición química del magma.

"Con esta nueva comprensión de la fragmentación, los vulcanólogos pueden reconciliar el comportamiento violento de muchos volcanes con las características de los materiales magmáticos de la erupción, acercándonos más a la predicción de la naturaleza de las erupciones", afirma Sahagian. Y puntualiza: "Una vez que las burbujas existen, sabemos cómo crecen. Una vez que han crecido, sabemos cómo explotan. Pero todavía no sabemos cómo se forman".