En 2018, el volcán Kilauea de Hawái hizo erupción como un cohete impulsado por un pisotón.

Una serie de explosiones del volcán hawaiano Kilauea en 2018 pudo haber sido provocada por un estilo de erupción nunca antes visto, que recuerda a un juguete cohete guiado por pisotones.

En mayo de ese año, columnas de gases y rocas calientes se elevaron hasta ocho kilómetros en el cielo mientras el volcán erupcionaba explosivamente 12 veces seguidas. El colapso progresivo del cráter o caldera del Kilauea desencadenó esas explosiones, según informaron los investigadores el 27 de mayo en Nature Geoscience.

Cada vez que grandes trozos de rocas del cráter caían en la cámara de magma ubicada debajo, la súbita compresión del aire en la cámara enviaba los escombros volcánicos hacia el cielo, dice el equipo, de una manera similar a cuando se pisa fuertemente la vejiga de aire de un juguete cohete y hace que salga volando el proyectil de espuma.

Las erupciones volcánicas explosivas suelen ser desencadenadas por alguna combinación de dos mecanismos bien conocidos, dice Joshua Crozier, un geofísico de la Universidad de Stanford. La despresurización del magma caliente a medida que asciende libera burbujas de gas que pueden expandirse para hacer estallar la roca fundida fuera de la caldera. Alternativamente, un creciente penacho de magma puede calentar rápidamente el agua subterránea que circula en las rocas que lo rodean, enviando ráfagas de vapor y trozos de rocas hacia el cielo.

Pero ninguno de esos mecanismos parecía explicar lo que sucedió en Kilauea del 16 al 27 de mayo de 2018. Los datos geofísicos recopilados cerca de la cima del volcán durante esa erupción indicaron que la extraña secuencia repetitiva de erupciones explosivas no podría haber sido generada ni por uno ni por otro mecanismo, dice Crozier.

Para empezar, Crozier dice que el material expulsado no contenía trozos de magma con burbujas, como se podría esperar en el primer escenario. Por otro lado, las rocas de la caldera ya estaban demasiado calientes para contener mucha agua líquida que pudiera ser sobrecalentada, lo que descarta el segundo escenario.

Pero Crozier y otros sospechaban que la serie de colapsos de la caldera del volcán, que comenzaron a mediados de mayo de ese año, podría haber tenido algo que ver. Para evaluar esta hipótesis, el equipo analizó los abundantes datos geofísicos que se recogen constantemente en Kilauea.

El volcán es uno de los más instrumentados del mundo. Las redes de sismómetros vigilan de cerca su funcionamiento interno, mientras que los inclinómetros equipados con GPS instalados cerca de la cumbre detectan cambios sutiles en el movimiento y la pendiente del terreno, siguiendo los cambios de tensión debido al movimiento del magma. El Observatorio del Volcán de Hawái también tiene una red de matrices de infrasonido: micrófonos de baja frecuencia que miden los cambios en la presión atmosférica causados, por ejemplo, por explosiones.

Los cambios en la frecuencia de las ondas de infrasonido que viajan a través del suelo revelaron un patrón distinto durante este corto período de tiempo: la cámara parecía agrandarse, y luego hubo alguna especie de explosión. Los datos sísmicos, mientras tanto, mostraron una serie de terremotos distintos, correspondientes a estos eventos, cada uno de menos de magnitud 5.

Lo que probablemente estaba sucediendo, dicen los investigadores, es que la cámara de magma se vaciaba lo suficiente para hacer inestable el techo de la caldera sobre ella, haciendo que esa roca cayera bajo su propio peso. Eso disminuyó el volumen del reservorio, como si se comprimiera la vejiga de aire de un cohete guiado por pisotones. Unos 10 a 30 segundos después, las cámaras observaron columnas eruptivas que surgían de la cumbre, resultado de la presurización del aire por el techo colapsado que disparaba hacia arriba el gas caliente y los escombros de roca en la cámara.

"Esta es la primera vez que tengo conocimiento de que se ha sugerido tal mecanismo para impulsar erupciones", dice Larry Mastin, un vulcanólogo del Observatorio de Volcanes de Cascadas del Servicio Geológico de los EE. UU. en Vancouver, Washington, quien no formó parte del nuevo estudio. "Es un mecanismo bastante inusual, pero las circunstancias de esta erupción son inusuales. Y tuvimos observaciones inusualmente buenas... [que] fueron muy útiles para ayudar a estrechar la causa".

Mastin señala que el mecanismo del cohete de pisotones solo estuvo en juego en las primeras etapas del colapso de la caldera del Kilauea, "cuando el colapso era básicamente solo el techo cayendo justo encima del cuerpo de magma". Con el tiempo, a medida que el colapso del piso de la caldera se extendía hacia el exterior, la compresión del cohete de pisotones ya no estaba en juego en Kilauea. Las erupciones en la cumbre, mientras tanto, prácticamente terminaron cuando el respiradero de la caldera central se obstruyó con material.

Las erupciones al estilo cohete de pisotones probablemente no son exclusivas de Kilauea, dice Crozier. Pero, él dice, el extenso sistema de monitoreo del volcán hizo posible detectar y caracterizar el nuevo fenómeno. Y a su vez, saber cómo conectar los datos sísmicos e infrasónicos puede ayudar a mitigar los riesgos de otros volcanes menos instrumentados, dice.

“In many cases, the first sign we have of an eruption is a seismic or infrasound signal. So if we can get better at relating those types of geophysical data to what the eruptive plume is doing, the better we can calibrate our models,” he says. That would reduce hazards to aviation as well as communities.