Por qué algunos volcanes no explotan con violencia
Aunque contienen magmas cargados de gas y son candidatos perfectos para estallidos devastadores, algunos volcanes sorprenden al mundo con erupciones tranquilas. Un nuevo estudio revela el mecanismo oculto que explica por qué, a veces, la explosión nunca llega.
Por Enrique Coperías
Una órbita fortuita de la Estación Espacial Internacional permitió a los astronautas capturar esta impactante imagen del volcán Sarychev (islas Kuriles, Rusia) en una fase temprana de su erupción el 12 de junio de 2009. El Sarychev, uno de los volcanes más activos del archipiélago, se alza en el extremo noroeste de la isla Matua. Cortesía: NASA.
De forma tradicional, los volcanólogos han asumido que la violencia de una erupción volcánica depende, sobre todo, de cuántas burbujas de gas se forman en el magma a medida que asciende. El mecanismo eruptivo parecía claro: en niveles profundos, la enorme presión mantiene los gases volcánicos disueltos y, al subir hacia la superficie, esa presión cae y los gases escapan formando burbujas.
Cuantas más burbujas y más ligera y rápida se vuelve la mezcla, mayor es la probabilidad de que el magma se fragmente en una erupción explosiva. Una botella de champán sacudida y descorchada servía como metáfora perfecta.
Pero esa explicación tenía un problema: hay volcanes que, pese a contener magmas viscosos y cargados de gases —los candidatos clásicos a estallidos devastadores—, a veces se comportan con una calma desconcertante. Tanto el monte Santa Helena, en el estado de Washington (Estados Unidos), como el Quizapu, ubicado en la cordillera de Los Ándes (Chile), han protagonizado episodios en los que una lava potencialmente explosiva terminó deslizándose sin violencia. El enigma ha intrigado a generaciones de vulcanólogos.
Ahora, un equipo internacional de investigadores, entre ellos Olivier Roche, Jean-Michel Andanson y Alain Dequidt, del Centro Nacional para la Investigación Científica (CNRS), en Francia, acaba de proponer una respuesta inesperada. El estudio, publicado en la revista Science, introduce un factor hasta ahora pasado por alto en la formación de burbujas: las fuerzas de cizalla dentro del conducto volcánico.
La cizalla, el mecanismo que «amasa» el magma
La idea es más intuitiva de lo que parece. Como explica el artículo, las fuerzas de cizalla pueden compararse a remover un tarro de miel: cerca de la cuchara, la miel se desplaza rápido; junto a las paredes del envase, donde la fricción actúa con más fuerza, el movimiento es mucho más lento.
Esta diferencia crea un amasado interno. Según el equipo, algo parecido sucede en los conductos volcánicos: el magma se desplaza con gran poder de fricción junto a las paredes y fluye más libremente en el centro, generando así un gradiente de velocidades que puede producir burbujas de gas incluso sin que la presión cambie.
🗣️ «Nuestros experimentos mostraron que el movimiento en el magma debido a las fuerzas de cizallamiento es suficiente para formar burbujas de gas, incluso sin una caída de presión», explica Olivier Bachmann, profesor de Vulcanología y Petrología Magmática en la ETH Zúrich y coautor del estudio, en un comunicado de este centro suizo.
De qué depende la explosividad volcánica
Los vulcanólogos observaron que estas burbujas aparecen sobre todo en los bordes del conducto, donde la cizalla es máxima. Y este proceso se refuerza a sí mismo. «Cuanto más gas contiene el magma, menos cizalla se necesita para que se formen y crezcan las burbujas», comenta Bachmann.
El hallazgo invierte varias ideas asumidas sobre la explosividad volcánica. Un magma aparentemente poco gasificado podría, bajo rozamientos intensos, generar burbujas en grandes cantidades y acelerar su ascenso, lo que provoca una erupción explosiva. Pero también puede ocurrir lo contrario: un magma rico en gas puede comenzar a liberar ese gas de forma temprana si la cizalla favorece la aparición y coalescencia de burbujas profundas. Esto crea canales de desgasificación que reducen la presión interna del volcán.
«Podemos explicar por qué algunas magmas viscosas fluyen suavemente en vez de explotar, pese a su alto contenido en gases; era un rompecabezas que nos acompañaba desde hace mucho», resume Bachmann.
La explosividad de un volcán como el monte Santa Helena —en la imagen, durante su erupción de 1980— depende en parte de las fuerzas de cizalla que actúan sobre el magma en el conducto volcánico. Cortesía: Donald A. Swanson
Una clave para reinterpretar erupciones históricas
La famosa erupción del monte Santa Helena en 1980 encaja bien en este nuevo marco. La de ese año fue una de las erupciones volcánicas más catastróficas del siglo XX: durante la erupción se liberó una energía estimada en 24 megatones de TNT, lo que equivale a unas 1.600 veces la potencia de la bomba atómica lanzada sobre Hiroshima, y el zambombazo se escuchó a más de 300 kilómetros de distancia. Aparte de los daños materiales, perdieron la vida 57 personas.
Aunque el magma era sumamente rico en gases, el episodio comenzó con un flujo lento de lava que se acumuló dentro del cono. Según el estudio, las fuertes fuerzas de cizalla a las que estaba sometido ese magma generaron burbujas adicionales que permitieron una desgasificación temprana. Solo la caída brusca de presión provocada por un deslizamiento del flanco del volcán desencadenó finalmente la explosión lateral que lo hizo tristemente célebre.
Para los autores, este mecanismo sugiere que muchos volcanes explosivos con magmas viscosos podrían estar permitiendo escapar sus gases de manera más eficiente de lo que se pensaba. Esto tendría implicaciones directas en la evaluación de los riesgos volcánicos.
La diferencia entre una erupción explosiva y un flujo de lava tranquilo depende de cómo escapan los gases del magma. Si las burbujas no liberan presión a tiempo, el magma asciende y estalla; si se forman canales de desgasificación en profundidad, el volcán puede expulsar la lava de forma calmada. Cortesía: ETH Zurich
Un experimento para ver cómo «respira» un volcán
El equipo de expertos desarrolló un experimento diseñado específicamente para observar cómo influye la cizalla en la formación de burbujas. Saturaron con dióxido de carbono un líquido muy viscoso que imita el comportamiento del magma y lo sometieron a movimientos controlados. El resultado fue inmediato: en cuanto la cizalla superaba un umbral, aparecían burbujas súbitamente.
Y cuanto mayor era la sobresaturación inicial en gas, menor cizalla se necesitaba para detonarlas. Además, la presencia de burbujas preexistentes favorecía la aparición de otras nuevas, creando de este modo un efecto en cadena.
Los científicos combinaron estas pruebas con simulaciones numéricas de erupciones volcánicas reales. Las conclusiones apuntan a que el efecto es especialmente intenso en las zonas en las que el magma viscoso roza las paredes del conducto, precisamente donde la cizalla o rozamiento alcanza sus niveles más altos.
El trabajo aporta, en palabras de sus autores, «una pieza esencial del rompecabezas» sobre cómo se comportan los volcanes activos en su interior. «Para predecir mejor el potencial de peligro de un volcán, necesitamos actualizar nuestros modelos e incorporar las fuerzas de cizalla en los conductos», subraya Bachmann.
A partir de ahora, entender por qué un volcán explosivo no siempre explota exigirá mirar no solo al gas que contiene su magma, sino también a cómo se mueve. Y, a veces, la clave puede estar en cómo el volcán amasa su propia roca líquida. ▪️
Información facilitada por la ETH Zúrich
Fuente: Olivier Roche et al. Shear-induced bubble nucleation in magmas. Science (2025). DOI: 10.1126/science.adw8543
