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May 31, 2023

Los cristales y minerales en los volcanes pueden conducir a un futuro mejor

Puedo recordar mi primera clase de geología, a una edad en la escuela cuando no

Puedo recordar mi primera clase de geología, a una edad en la escuela cuando ni siquiera sabía lo que significaba la palabra geología. La maestra nos pidió a todos que dibujáramos un volcán, así que sacamos nuestros cuadernos y dibujamos una forma típica de triángulo, con algo de lava, el sol, algunos árboles, lo que sea. Luego, nuestro maestro dibujó lo mismo, el triángulo, en la parte superior de la pizarra y dijo: "Esto es genial, pero mira esto".

Luego comenzó a dibujar un gran laberinto de conductos y cámaras de magma debajo de la superficie: todo lo que sucedía en el interior del volcán, mostrando cómo el magma controla el desarrollo de las erupciones.

Comprender lo que sucede en el interior de un volcán es crucial para comprender el desarrollo de las erupciones en la superficie.

Estaba totalmente enganchado. Desde ese día he querido ser vulcanólogo.

Comprender lo que sucede en el interior de un volcán es crucial para comprender el desarrollo de las erupciones en la superficie. Por supuesto, no podemos entrar en volcanes activos. Pero podemos usar nuestra ciencia para investigar. Hemos descubierto que su complejidad es enorme y la complejidad es diferente según la configuración.

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Por lo general, encontramos volcanes en tres regiones tectónicas de la Tierra. Uno es donde dos placas tectónicas se mueven una hacia la otra, eso se llama un sistema de arco. Otro es donde dos placas tectónicas se separan una de la otra, es una dorsal en medio del océano. Y otro está en medio de la nada geológicamente hablando, y ahí es donde tenemos un punto de acceso, como Hawái. La arquitectura de los sistemas de alimentación de magma puede ser bastante diferente en estos diferentes entornos geológicos.

Incluso podemos identificar el proceso que desencadenó la erupción como un medio para comprender mejor la actividad futura. De esta manera podemos preparar mejores pronósticos.

El magma que llega hasta la superficie y genera lava es una mezcla de líquidos, gases y cristales. Los cristales son geniales, son como pequeños héroes. Crecen en las entrañas del volcán y registran todo lo que sucede que no podemos ver. Son un poco como los anillos de los árboles que nos permiten ver las variaciones climáticas a lo largo de las edades. Estos cristales son diminutos, como granos de sal, tal vez del tamaño de un garbanzo si tienes mucha suerte. Pero en estos cristales, obtienes capas que registran lo que ha estado sucediendo en el sistema de magma.

Analizamos esos cristales usando un microscopio y algunas técnicas sofisticadas de laboratorio. De esta manera, podemos ver la secuencia de procesos que ocurrieron en el volcán antes de la erupción y, lo que es más importante, podemos ver el último proceso, el último anillo en el cristal antes de la erupción.

Hemos estado desarrollando tecnología que usa láseres, como los que usamos para la cirugía ocular, para eliminar una capa delgada de estos cristales. Luego transportamos ese material a un instrumento que mide la composición química: un espectrómetro de masas. A partir de esto, podemos construir una imagen de la química de este recurso, los cristales, a medida que crecen. Incluso podemos identificar el proceso que desencadenó la erupción como un medio para comprender mejor la actividad futura. De esta manera podemos preparar mejores pronósticos.

El aspecto más impresionante para mí es el sonido. Recuerdo cuando vi por primera vez la erupción de Stromboli: el sonido retumbante fue simplemente increíble.

Ese anillo final en el cristal nos dice que el nuevo magma entró en el depósito magmático justo antes de la erupción. Ese nuevo magma podría tener una composición diferente, con un alto contenido de gas que generó suficiente inestabilidad para empujar el magma hacia la superficie, un poco como cuando agitas una botella de champán.

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Entonces queremos saber a qué profundidad sucedió esto. ¿Cuántos kilómetros dentro del volcán estaba? ¿Cuáles fueron los plazos? Esto nos dice cuánto tiempo tenemos para reaccionar si en el futuro detectamos movimiento de magma a esa profundidad, a través de terremotos, por ejemplo. Ese es el escenario ideal, construir nuestra comprensión de cómo se ha comportado el volcán en el pasado para que podamos comprender mejor su actividad futura.

A menudo voy a los volcanes a recolectar muestras, generalmente cuando están tranquilos después de una erupción. Pero también he visto volcanes en erupción. El aspecto más impresionante para mí es el sonido. Recuerdo cuando vi por primera vez la erupción de Stromboli: el sonido retumbante fue simplemente increíble. A menudo no lo escuchamos porque no es seguro estar tan cerca. Te hace darte cuenta de lo viva que está la Tierra.

La gente está realmente sufriendo cuando está ocurriendo la erupción. Por lo tanto, debe obtener las firmas no solo del comienzo de la erupción, sino también saber cuándo terminará.

Tenemos dos grandes retos por delante. De la misma manera que usamos láseres para extraer información detallada de los cristales, también estamos desarrollando tecnología láser para comprender la química de los líquidos que llevan esos cristales a la superficie.

Los cristales nos permiten ver lo que sucedió antes de una erupción. Pero si podemos entender estos líquidos, podemos tratar de entender qué tipo de procesos extienden la actividad volcánica y la terminan. Cuando se trata de una erupción en un área que está poblada o tiene infraestructura, desea saber cuándo terminará. La gente está realmente sufriendo cuando está ocurriendo la erupción. Por lo tanto, debe obtener las firmas no solo del comienzo de la erupción, sino también saber cuándo terminará.

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También estoy interesado en las implicaciones de los volcanes para obtener los recursos que necesitamos para nuestro futuro renovable. Para hacer la transición a las energías renovables, necesitamos obtener muchos más metales, por ejemplo, cobre. Es muy interesante que en entornos donde las placas tectónicas se mueven unas hacia otras, los volcanes son fábricas primarias de cobre.

¿Qué es lo que hace que un volcán sea fértil para el cobre? Usando nuestros métodos analíticos detallados, podemos reconstruir mejor el viaje del magma hacia la superficie y cómo ese viaje se relaciona con la capacidad del volcán, o no, para acumular cobre.

Como se lo dijo a Graem Simm

Publicado originalmente por Cosmos como Los cristales y los minerales ricos extraídos de las profundidades de los volcanes activos podrían abrir el camino hacia un futuro mejor

Teresa Ubide es profesora asociada de petrología ígnea/vulcanología en la Universidad de Queensland y ganadora de la Medalla Anton Hales 2023, otorgada por la Academia de Ciencias de Australia por su contribución a las ciencias de la Tierra.