Apuntes científicos desde el MIT

Apuntes científicos desde el MIT

Este Blog empezó gracias a una beca para periodistas científicos en el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) en Boston, donde pasé un año aprendiendo ciencia con el objetivo de contarla después. Ahora continúa desde Nueva York buscando reflexiones científicas en otras instituciones, laboratorios, conferencias, y conversando con cualquier investigador que se preste a compartir su conocimiento.

"Escuchando a los volcanes", por Gerardo Soto

Por: | 10 de febrero de 2008

Antes de 1968, los habitantes de Pueblo Nuevo dudaban que aquella colina atestada de vegetación fuera un volcán. Los científicos lo decían, pero ellos no lo terminaban de creer... Pueblo Nuevo ya no existe. No queda ni un sólo vestigio de su presencia. Quedó sepultado cuando el Volcán Arenal despertó de forma inesperada y empezó a expulsar rocas incandescentes llegadas del interior de la Tierra. 70 personas fallecieron. El volcán Arenal todavía permanece activo, y ahora presenta un aspecto muy diferente. Mientras caminábamos por su ladera, oíamos lejanas explosiones, observábamos desprendimientos, y alguno decía notar temblores, el geólogo Gerardo Soto nos exponía los estudios científicos que están realizando para entender la naturaleza y el comportamiento de éste y otros volcanes. Hablamos de los tipos que existen, caracterización de zonas activas, repercusiones en el clima, y de todo lo que hemos aprendido gracias a esta ventana a la composición y comportamiento del planeta. La conversación sobre la historia geológica de la Tierra continuó de forma desenfadada por la noche, en el mirador del hotel desde donde cada 5-10 mintutos oíamos una explosión y observábamos algo rojizo desprenderse por la montaña que teníamos frente a nosotros. (la fotografía no es una nebulosa captada por el Hubble, sino una burda ampliación de la foto menos mala que puede captar). “Tienes que escribir un texto donde nos expliques todo esto, y comprometerte a responder las preguntas que te hagamos”, le dije a Gerardo. Aquí os lo adjunto. No dejéis de preguntarle todo lo que os genere curiosidad sobre la vulcanología, pero también sobre la estructura, origen y evolución de nuestro planeta. "Estudiando los volcanes de Costa Rica", por Gerardo J. Soto Corría el año 1984 cuando, en mi último año de estudiante de Geología, por fin me pude enrolar en un estudio serio de volcanes. El vulcanólogo Andrea Borgia realizaba estudios en el volcán Arenal, en Costa Rica (foto adjunta). Con él me adentré dentro de las faldas del volcán, que había iniciado una fuerte fase explosiva tan solo un mes atrás. Desde el interior de la selva podíamos oír, no sin un poco de temor, las fuertes explosiones y el caer de los bloques a varias centenas de metros del cráter, cerca de un kilómetro de distancia de donde caminábamos. Fue mi bautizo de fuego. Auténtico, pues los bloques incandescentes se mostraban al rojo vivo, aun a la luz del día. El primer proyecto con mi participación plena como investigador fue en un estudio de amenaza volcánica de la Cordillera Volcánica Central de Costa Rica. Años después, en 1990, estaba de nuevo en el Arenal, tratando de develar los detalles de su historia, de su volcanalidad (neologismo que he acuñado para explicar la “personalidad” individual de cada volcán), de la distribución de sus productos explosivos y lavas, y finalmente poder evaluar con detalle su amenaza. ¿Por qué estudiamos los volcanes? El trabajo es peligroso, pero también divertido. Conlleva una mezcla de adrenalina y placer. Entender el proceso volcánico implica tratar de explicar cómo se forma el magma en profundidad, cómo asciende hasta la superficie, y por qué causa erupciones explosivas y de lavas, o bien se queda en profundidad y engrosa paulatinamente la corteza. Los gases que contiene el magma son el principal motor de todo este proceso de ascenso y erupción. Estos recirculan y se reciclan desde la atmósfera a los sedimentos que se depositan en el fondo oceánico, son transportados por las placas en movimiento, se subducen en las grandes fosas oceánicas, bajan hasta unos 80 a 100 kilómetros de profundidad, ayudan a formar el magma y lo acompañan de vuelta a su salida a la atmósfera (de manera pasiva, o con explosiones como las de las fotos siguientes). Así fue como los volcanes contribuyeron a la formación de la atmósfera durante los estadios tempranos de la formación de la Tierra. Necesitamos saber cómo funcionan los volcanes por varios motivos: para aplicarlo en los estudios de amenaza volcánica, y para desvelar los procesos que actúan el interior de la Tierra y otros planetas, pero también para utilizar la energía geotérmica en la producción de electricidad, calefacción, u otros usos menores como fuente de calor, por ejemplo en viveros de áreas frías. Muchos depósitos volcánicos alojan asimismo importantes depósitos minerales y por eso la geología volcánica también tiene un importante capítulo en la geología económica. Los suelos de origen volcánico, desarrollados a partir de depósitos con una riqueza en vidrios de relativa fácil descomposición, son una gran fuente de elementos fertilizantes. No en vano las áreas perivolcánicas han sido el asentamiento de culturas y poblados que se han dedicado a la agricultura. Los suelos han sido la fuente vital para viñedos, café, arroz… Últimamente, los volcanes también representan un atractivo turístico para países donde esta industria está naciendo, como Costa Rica, o el sostén en otras áreas del mundo, como Japón, las islas del sur de Italia o algunos parques nacionales en las Canarias y Estados Unidos. Independientemente de entender cómo funcionan estas enormes máquinas productoras de rocas, debido a su belleza y magnanimidad los volcanes han sido una fuente enorme de inspiración para el arte plástico, la literatura -¿recuerdan “Viaje al centro de la Tierra”, de Verne?- y hasta la danza. La comparación de los diferentes volcanes en diferentes regiones y ambientes es una necesidad. Los volcanes se comportan usualmente de formas muy diferentes, e incluso un mismo volcán varía su comportamiento en el tiempo. Los parámetros comparativos sirven para estudiar cómo los volcanes se reactivan en áreas vulnerables, y ofrecen datos de interés económico y de desarrollo. Por eso los vulcanólogos acaban siendo viajeros frecuentes en busca de la ciencia, y por qué no, la aventura. El Arenal y los volcanes de Costa Rica Costa Rica es un país de formación geológica joven, con rocas a lo sumo de 200 millones de años de antigüedad. Las más jóvenes son precisamente las que produce el volcán Arenal cada día desde que inició su inesperada erupción hace casi cuarenta años, en julio de 1968. Gran parte del territorio costarricense y el de sus cercanías ha sido esculpido a lo largo de una serie de construcciones de cordilleras volcánicas y procesos tectónicos relacionados con la subducción de placas en su margen pacífico. Los edificios volcánicos actuales en Costa Rica suman apenas una decena. Nos interesa estudiar su tamaño y estructura porque nos hablan sobre su historia. Los más grandes y voluminosos en el centro del país, cerca de las áreas urbanas que alojan casi dos millones de personas, se han construido por casi un millón de años, mientras los chicos (como el Arenal o su hermano el Chato, en la foto adjunta), son apenas unos niños de sólo 7 mil años. Las historias de estos volcanes se ha podido recopilar gracias a los depósitos de erupciones pasadas, utilizando métodos radiométricos (carbono 14, por ejemplo) o a través de restos arqueológicos prehispánicos. La investigación detectivesca sobre la distribución de tales depósitos explosivos y su frecuencia nos ha llevado a establecer mapas de peligros volcánicos, para usar en áreas de restricción y planificación alrededor de ellos. Muchas preguntas han encontrado respuesta en Vulcanología. Pero es claro que aún quedan muchas otras en el tintero para las cuales aún tenemos respuestas inconclusas. Queremos entender los detalles de los procesos que llevan al magma a eruptar, los signos que deben ser interpretados como previos a una erupción, y modelar las áreas que pueden ser más o menos afectadas durante una erupción inminente. También queremos saber la contribución de los gases volcánicos a periodos cálidos o fríos en el pasado de la Tierra, la comparación entre el vulcanismo terrestre y el de otros cuerpos del Sistema Solar, o las relaciones entre el vulcanismo intenso y las extinciones masivas. Solo la observación científica constante nos podrá llevar a responder tales interrogantes. Nosotros trabajamos para intentar salir de la ignorancia que aún abrigamos respecto a muchos de los comportamientos de nuestro planeta. Gerardo J. Soto

Hay 42 Comentarios

Hola Gerardo, disculpa por preguntar me siento bastante ignorante en este tema, pero necesito que me ayudes con unas preguntas es para la universidad me hubiese gustado encontrar antes esta pagina....... ¿Se puede predecir cuando los volcanes van a eructar? ¿Cuáles son las maquinas o equipos que ocupan para analizar a un volcán? Desde antemano muchas gracias

SOY MINOR JIMENEZ ALVADO GRACIAS POR SU RESPUESTA YA HACE DO AÑOS , INSISTO HE DESCUBIERTO EL RELIEVE ARTIFICIAL, CAMBIARÍA TODOS LOS PARADIGMAS, Y DESPERTARÍA A LOS GEÓLOGOS DORMIDOS.- PUEDE PARECER LOCO PERO ASÍ LES DICEN A LOS QUE VEN MAS ALLA DE SUS NARICES.- VENGA LO INVITO A MI FINCA A VER MIS PRUEBAS, E INCLUSO COMPARTO MI DESCUBRIMEITNO CON UD. PERO SOLO GARANTIZANDOME MI PARTICIPACIÓN COMO CO AUTOR DE LA OBRA, APORTARÍAMOS IMPORTANTÍSIMOS DATOS CIENTIFICOS A LA COMUNIDAD ES ALGO QUE PARECE IMPOSIBLE, PERO DE LO POSIBLE SE SABE DEMASIADO COMO DICE SILVIO, CONTACTEME, 8890-77-05 8311-76-06

¿Qué relacion existe entre emanaciones de metano en las profundidades marinas observadas hace poco en algunos oceanos y la aparición reciente de tsunamis y actividad sismica en Indonesia? Gracias por tus amables respuestas Gerard.

Esteban: A las calderas se les llama así, porque el nombre lo dio un geólogo a principios del siglo XIX cuando visitó la Caldera de Taburiente en Canarias. La semejanza con una caldera de cocina en su morfología es evidente. Estas estructuras volcánicas se forman cuando existe una cámara magmática a unos 5-10 km de profundidad, con un volumen muy grande de magma, el cual en gran parte (no todo) es expulsado durante una erupción cataclísmica de pocas horas a días. Entonces, el vacío dejado en la corteza, es empujado hacia abajo por el peso del volcán que lo sobreyace y genera un colapso hacia abajo, y la morfología resultante en superficie, es la caldera. Usualmente se le llama así cuando el diámetro supera 2 km. La del Cerro Galán se formó hace 2 millones 200 mil años y fue producida luego que una enormísima erupción evacuara 1000 kilómetros cúbicos de rocas volcánicas, cuyos flujos piroclásticos (llamados ignimbritas) llegaron a más de 100 km de distancia.

Gracias Gerardo por sus respuestas. Aprovecho para otro comentario y pregunta: Visitando la zona mencionada en las preguntas ateriores, recorrí el Volcan Galán.Es un volcan cuyo crácter es de unos 40 km de diámetro, donde uno puede ingresar con vehiculos en su interior . Le llaman la caldera del galán. me puede descrivir un poco lo que se considera una caldera volcánica ? Es una zona donde el magma está presente cerca de la superficie o simplemente se le domina así por su gran tamaño.?

Esteban: La otra pregunta. Escorias negras (o rojas) y pómez blancas (o claras). En efecto, tiene que ver la composición química. Las escorias y pómez son compuestas de mucho vidrio volcánico natural, y muchas vesículas. De allí su baja densidad. Los componentes de las escorias son usualmente menos ricos en sílice, aluminio y álcalis, así como altos hierro, magnesio y calcio, mientras las pómez tienen todo lo contrario. Eso implica diferentes vidrios con diferentes propiedades físicas y entre ellas las ópticas, y de allí el color. Cuando la escoria es roja implica una oxidación rápida en ambientes húmedos. Ahora bien, las pómez suelen ser muy extensas porque usulamente ocurren durante erupciones cataclísmicas, cuyos productos se distribuyen muy ampliamente alrededor del centro emisor.

Esteban: Hay volcanes monogenéticos y poligenéticos. Se refiere los primeros a aquellos que hacen erupción una vez y mueren. Nunca más. Normalmente son conitos de escoria o cráteres de explosión, que "viven" unos días, meses o años (como el Paricutín) y se apagan. Están comúnmente asociados con fracturas profundas en la corteza y con frecuencia con campos de conos (como en el cinturón transmexicano) y en algunos sitios de los Andes. Los estratovolcanes o volcanes compuestos son poligenéticos, con muchas erupciones, y duran más en su periodo de actividad posible. Varía de unos miles a centenas de miles de años. A veces se apagan, mueren y nuevos volcanes crecen sobre ellos algunas decenas de miles de años luego. Usualmente nos esperamos a que tengan más de 10 mil años de inactividad para considerarlos como tales. Pero como nuestra historia es tan corta, ese umbral entre dormido y muerto es tenue. Cuando tenemos un volcán muy disectado erosionalmente, es cuando lo consideramos muerto, y además si tenemos convicción de una inactividad muy prolongada. En parte eso se debe a la posición de las placas, si cambian su ángulo de subducción de la placa con respecto a la horizontal o con respecto a la fosa donde se subduce. Eso implica cambios en el sitio de origen de magmas y por tanto, cambios en su proyección superficial. O sea, el sitio donde ocurre la erupción.

Estimado gerardo, volviendo sobre el tema de los volcanes inactivos, en la Provincia de Catamarca, Argentina, hay dos volcanes juntos, cerca de Antofagasta de la Sierra, llamados El Antofagasta y el Alumbrera, que han exparcido en un gran área, escoria volcánica negra. Porque ese color tan espectacular ? A que se debe? a la composición química? Mienstra que a pocos kilómetros de ahí un fantástico campo de piedra pomez blanco domina el paisaje. A que se debe esa variedad ?

Estimado Gerardo, quisiera saber si los volcanes que se consideran son activos, murieron para siempre.? O pueden algun dia volver a erupcionar.? Hace pocos dias atrás, visité la puna Argentina ( especificamente en la provincia de Catamarca) y allí en un área de unos 20.000 km2 hay alrededor de 220 volcanes, los cuales se consideran inactivos. ( la mayoria son volcanes de escoria y otros ya sobre la cordillera de los andes, son estractovolcanes) Porqué un volcán se vuelve inactivo?. Tiene que ver con la tectónica de placas ?

Estimado Renán: Ninguna. La cantidad de energía desatada por un terremoto o una erupción volcánica es tan grande, que las más potentes explosiones nucleares son juego de niños. La energía térmica del planeta, que mueve tectonismo y magmatismo es varios órdenes exponenciles mayor que todo el arsenal nuclear guardado por ls superpotencias. De tal manera, ls explosiones no inciden en el proceso tectónico global. Para utilizar un símil, es como un poco de mosquitos picando a un elefante.

Estimado Anónimo: Muchas cordilleras tienen volcanes porque ocurre magmatismo bajo ellas. Puede ser en zonas de placas convergentes (el Cinturón Circumpacífico, por ejemplo), donde la interacción de una placa que se introduce bajo otra (se llama subducción) produce fusión parcial de rocas y con ello magma, que luego asciende y provoca el vulcanismo en última instancia. Otras montañas son por puntos calientes, como Hawai, donde hay anomlías térmicas en el interior terrestre (el manto, se llama) que producen el magma y luego el vulcanismo. Pero allí no hay subducción. Otras cordilleras, como los Alpes o Himalayas, no tienen volcanes porque no hay subducción, sino placas que convergen y "chocan", sin introducirse una bajo la otra. Como ves, hay tectonovariedad...

Vivian: La respuesta sería enorme, pero en términos generales, he de decirte que en los territorios del Cinturón Circumpacífico, debido a la subducción de unas placas bajo otras, la consecuenci es la sismicidad y la deformación del territorio (tectonismo) y el volcaanismo. Esto es: la geodinámica interna. Esto ocasiona la creación de nuevo territorio por levantamiento y deformación y el aporte de magma desde el interior, que en parte se adhiere dentro de la corteza por enfriamiento y en parte es eruptado. Al "crecer" los arcos de islas o continentes, la geodinámica externa (agua, viento, hielo en movimiento) actúa erosionando intensamente lo creado. Un balance que a veces va para un lado, a veces para el otro. Además, en el caso de Costa Rica o en otros sitios tropicales, la cantidad de lluvia es enorme, sobre todo en época de huracanes o tifones y en época lluviosa normal. Esto implica una conversión de las rocas en suelo y una proclividad a la erosión rápida por deslizamientos o crecidas de ríos, por ejemplo. Todo esto en conjunto hace al caso de Costa Rica, un territorio con una alta tasa de amenazas naturales, de amplio espectro. La vulnerabilidad viene además acentuada por la acción humana, en parte por haber crecido durante años sin conocer mucho al planeta y en parte por irresponsabilidad social. Por eso debemos tratar de reducir la vulnerabilidad y mitigar el riesgo por causas naturales. Debemos tener un aporte más significativo, los científicos de la Tierra, en la planificación del desarrollo.

¿Que grado de influencia tendrian en las erupciones volcanicas y en la tectonica de placas (terremotos) las pruebas nucleares realizadas durante todas estas decadas anteriores? o sobre el eje magnetico de la tierra?

SEÑOR PREGUNTO YO..... PORQUE EN LAS CORDILLERAS SUELE HABER VOLCANES?

Si fueras tan amable don Gerardo de decirme cómo influye el tectonismo, vulcanismo y erosion en la vulnerabilidad del territorio costarricense???? Gracias!

menos yo

todos lo que escribieron son gay no encerioToDoS sOn GaYs

ME ENCANTAN ESTOS COMENTARIOS SOBRE LOS VOLCANES A MI ME ENCANTAN QUISIERA VER ERUPTAR UNO

dijo que no es lindo eso de los volcanes

Ricardo: Respecto a tu otra pregunta relacionada con un proyecto científico relacionado con la química de los productos volcánicos, el asunto es muy amplio. Hay un libro titulado "Ciencias de la Tierra" de los autores Tarbuck y Ludgens, traducido en España por la editorial Pearson Prentice Hall, cuyos capítulos 4 y 5 te pueden dar muchas ideas. Se puede accesar también por la internet: www.librosite.net/tarbuck. Otro sitio con información interesante y amplia con enlaces a otros sitios y explicaciones es, por ejemplo: http://www.monografias.com/trabajos/volcanes/volcanes.shtml. La química de los productos volcánicos es un tema muy amplio y te puede deparar muchas ideas qué explotar. Los minerales y sus usos o ideas relacionadas con ellos podría ser un tema por explotar. Saludos.

Ricardo: Las lavas tienen diferentes composiciones, que varían en una serie de rangos. Se reportan como óxidos de los elementos. El principal componente es la sílice (SiO2), que varía entre 48% y 75% usualmente (desde basaltos a riolitas, que son los nombres de las rocas resultantes). Luego la alúmina (Al2O3, entre 15% y 20% en términos generales) y calcio, sodio, potasio, hierro, magnesio y manganeso, son los más abundantes.

como puedo hacer un proyecto cientifico de un volcán tengo la idea de hacerlo con la fuerza de ua mini fuente, pero mi profesor me comento que si lo podia hacer com base en el tema de la química

cual es la composición química de la lava si me lo podrias responder rapido muchas grasias

Gracias por tu detallada respuesta. Además de un experto en volcanes tienes un gran sentido del humor. Muchas gracias y ánimo con tu interesante investigación

Estimado Pedro E.: Un asunto difícil y vasto de comentar. En castellano hay una figura que se llama prosopopeya, que consiste en la atribución de cualidades de seres animados o humanos a cosas o seres irracionales. Esto bien sería un caso opuesto, o bien simplemente un símil, una comparación. Los volcanes suelen ser interpretados de manera general como violentos, impredecibles y por extensión, calientes como el magma que eruptan. Cuando un humano -en este caso la Jolie que ejemplificas- es impetuoso, hiperactivo, apasionado o sexi (o una combinación de ellos), suele extenderse tal comportamiento y compararlo con una acepción española de caliente (=lujurioso), aunque no sea justamente así el comportamiento. De ahí es donde viene la comparación: "Esa chica es todo un volcán". También es válido para situaciones conflictivas o preocupantes: "Estoy hecho un volcán", "el partido se tornó en un volcán". El DRAE incluye dos acepciones de volcán relacionados con este asunto: "2. El mucho fuego, o la violencia del ardor. || 3. Pasión ardiente; p.ej., el amor o la ira." Saludos.

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Sobre el autor

Pere Estupinya

. Soy químico, bioquímico, y un omnívoro de la ciencia, que ya lleva cierto tiempo contándola como excusa para poder aprenderla.
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