Cenizas volcánicas bajo el microscopio

Un grupo de investigadores logra acercarse más hacia la predicción de los peligros de las erupciones volcánicas. Sus integrantes desarrollaron una técnica nueva que relaciona la composición superficial de las partículas de ceniza con distintos tipos de actividad volcánica

Las cenizas volcánicas entrañan muchos riesgos para nuestras vidas. En suspensión, pueden causar daños en las aeronaves, pues su abrasividad daña las superficies de los aviones y puede incluso estropear por completo instrumentos fundamentales. Una vez en el suelo, pueden resultar prejudiciales para la salud humana y dañar infraestructuras, cultivos y el medio ambiente. Para protegernos es necesario generar métodos predictivos eficaces.

Con este fin científicos apoyados por los proyectos financiados con fondos europeos AVAST y SLIM investigaron la relación entre las partículas de ceniza y distintas erupciones volcánicas. Su propuesta es que si fuese posible calcular el tamaño la forma y la composición de la ceniza volcánica se podría predecir con mayor certeza los peligros que entrañan distintas erupciones sin siquiera llegar a muestrear la ceniza. Para lograr su objetivo el equipo del proyecto utilizó un método analítico nuevo con el que conocer el modo en el que distintos tipos de actividad eruptiva influyen en los peligros planteados por estas. Su nueva técnica se basa en un análisis mineral cuantitativo ejecutado al microscopio electrónico de barrido y ofrece la posibilidad de relacionar la composición de la superficie de las partículas de ceniza volcánica con la actividad eruptiva. Los resultados de la investigación se publicaron en la revista Scientific Reports.

Las muestras de cenizas se extrajeron del complejo volcánico guatemalteco Santiaguito, en expansión desde 1922. El más reciente de sus cuatro domos, Caliente, se ha mostrado activo durante más de cuarenta años con explosiones de cenizas y fragmentos rocosos regulares y una expulsión de lava casi continua. Las cenizas volcánicas estudiadas se obtuvieron de dos fuentes. La primera fue una explosión vulcaniana compuesta por nubes de gas y cenizas despedidas a gran velocidad a la atmósfera. La segunda fue un flujo piroclástico (una corriente rápida de gas caliente y materia volcánica que cae por la ladera de un volcán) provocado por el derrumbe de uno de los domos del complejo Santiaguito.

La actividad volcánica influye en la fragmentación del magma

Las partículas de ceniza volcánica tienen menos de dos milímetros de diámetro y suelen estar compuestas por cristales y vidrios volcánicos formados en el magma y en ocasiones también por fragmentos de roca. En su estudio el equipo del proyecto presentó un sistema denominado Análisis mineralógico de partículas QEMSCAN (Quantitative Evaluation of Minerals by Scanning Electron Microscopy). Este nuevo sistema sirvió para estudiar sus muestras de cenizas de Santiaguito e investigar los mecanismos de fragmentación. "La fragmentación del magma depende del tipo de actividad volcánica que interviene en su producción lo cual también modifica la mineralogía que se observa en las superficies de las partículas de ceniza" explicó el autor principal del estudio el Dr. Adrian Hornby en una noticia publicada en Phys.org.

Las muestras de cenizas obtenidas de la erupción vulcaniana presentaban incluso una distribución de plagioclasas (una forma de feldespato) y vidrio, enriquecido con otros minerales en las superficies de las partículas. No obstante, la ceniza generada por la destrucción del domo poseía más vidrio y menos feldespato en las superficies. Nuestros descubrimientos contribuyen en gran medida a conocer mejor el origen y la posición de la ceniza volcánica, lo cual es necesario para evaluar los riesgos asociados con las erupciones, informó el Dr. Hornby.

La investigación respaldada por los proyectos AVAST (Advanced Volcanic Ash characteriSaTion) y SLIM (Strain Localisation in Magma) señala la necesidad de seguir investigando los mecanismos de fragmentación. SLIM concluyó en junio de 2018, mientras que AVAST continuará activo hasta agosto de 2019.

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