Volcanes, una ventana de tiempo hacia el pasado

Los volcanes hacen parte de la caracterización geográfica de algunos países y dan un toque paisajístico que atrae a miles de turistas. Además, esconden historias, culturas y economías que describen e identifican las regiones donde se ubican. ¿Cuál es su propósito en la Tierra y cuánto nos pueden afectar o beneficiar? 

* Este artículo fue publicado en la Revista Geociencias SURA | Edición 5 | Septiembre de 2019. 

A lo largo de la historia, los volcanes han sido fuente de inspiración para diversas culturas debido a su imponencia y majestuosidad. La palabra “volcán” proviene del latín Vulcano, dios del fuego en la mitología romana, encargado de forjar el hierro y de crear las armas que portaban los dioses y héroes de Roma. 

Sin embargo, existieron otras culturas, como la Maya y la Azteca, que eran fervientes practicantes del culto a los volcanes. Creían que los dioses vivían en sus profundidades y eran los responsables de la formación de fenómenos meteorológicos necesarios para garantizar la producción agrícola. 

Los volcanes forman parte del ciclo geológico de la Tierra, que es el conjunto de fenómenos o eventos naturales que transforman la corteza y manto superficial. Allí se produce una mezcla de roca fundida, gases y otros componentes, denominada magma, que asciende desde la parte interna y se acumula en la superficie, dando lugar a diversos relieves, cuyas formas dependen de complejos procesos supeditados a la presencia o ausencia de gases y a la formación, ascenso, composición química y emisión de magma. 

¿Qué son las erupciones volcánicas y cómo se clasifican?

La erupción es un fenómeno natural que consiste en la expulsión de diferentes gases y materiales provenientes del interior de la Tierra, cuya magnitud e intensidad depende, en gran medida, de la composición química del magma y su viscosidad, la cual se encuentra directamente relacionada con el contenido de sílice. Es decir, a mayor contenido de sílice, el magma será más viscoso, y provocará erupciones mucho más explosivas que las causadas por magma con menores contenidos de sílice. 

Todos los volcanes hacen erupción de diferente forma. El tipo de erupción se clasifica según el nombre de un volcán que haya tenido un comportamiento similar en la historia. No obstante, existen volcanes que presentan uno o diferentes tipos de erupción registrada, por lo cual estos últimos no pueden clasificarse en un tipo específico. 

Islándicas: erupciones poco violentas originadas por una fisura de la corteza terrestre, por donde la lava fluye y recorre grandes distancias. Ejemplo: meseta del Decán, India.

Hawaianas: erupciones poco violentas con expulsión abundante de lava muy fluida o líquida. Ejemplo: Mauna Loa, Hawái. 

Estrombolianas: explosiones moderadas o esporádicas de lava fluida, gases abundantes y violentos y fragmentos de roca fundida, llamados piroclastos. Ejemplo: Stromboli, en Lípari, Italia. 

Vulcanianas: explosiones entre moderadas y violentas de bloques de lava y ceniza, acompañadas de otros materiales fragmentados que se solidifican con rapidez. Se caracterizan por generar una nube de ceniza en forma de hongo. Ejemplo: Vulcano, Italia. 

Subplinianas, plinianas y ultraplinianas: expulsiones extremadamente violentas de ceniza, a gran altura y con forma de hongo. Se caracterizan por alternar con erupciones de piroclastos y coladas de lava y por crear nubes ardientes que al enfriarse producen precipitación de cenizas. Este tipo de erupciones volcánicas reciben este nombre en honor a Plinio el Viejo, quien falleció en la erupción ocurrida en el monte Vesubio en el año 79 d. C. Ejemplo: Vesubio, Italia, y Monte Pinatubo, Filipinas. 

Peleanas: explosiones violentas de lava muy viscosa que se consolida rápidamente y genera taponamiento del cráter. Como los gases no tienen salida, se crea gran presión dentro del volcán, por lo que sus paredes llegan a ceder y la lava es expulsada por los costados. Ejemplo: Monte Pelée, Martinica. 

“Actualmente, desde el Servicio Geológico Colombiano se está promoviendo la necesidad de que la población conozca la historia y aprenda sobre el proceso de formación del territorio del país, pues, de lo contrario, estaremos condenando a las futuras generaciones a situaciones similares a la destrucción de Armero. La naturaleza hace lo que tiene que hacer y los volcanes están para hacer erupción. Son las personas las responsables de entender a la naturaleza y tomar las decisiones correctas”. 

Ph. D. Marta Lucía Calvache Velasco, Servicio Geológico Colombiano

¿Cómo es la actividad volcánica?

La actividad volcánica está asociada a diferentes tipos de manifestaciones, entre ellas, al ciclo de vida de los volcanes, que depende del tiempo transcurrido desde la última erupción. Esto permite clasificar los volcanes en activos, inactivos y extintos. 

Aunque este tiempo geológico no está claramente definido, algunos geólogos consideran que los volcanes activos son los que han presentado erupciones, liberación de gases y sismos, entre otros fenómenos, durante los últimos 10 mil años. Tal es el caso del Monte Kilauea en Hawái, considerado uno de los volcanes más activos del mundo por sus constantes erupciones de lava. 

Los volcanes inactivos son aquellos que no han hecho erupción desde hace más de 10 mil años, pero que tienen características geológicas con el potencial de generar erupciones en algún momento. El Monte Pinatubo, en Filipinas, era considerado inactivo porque permaneció sin manifestar fenómenos durante varios siglos; sin embargo, en junio de 1991 provocó la segunda mayor erupción volcánica del siglo XX, inyectando de 25 a 30 millones de toneladas de dióxido de azufre en la estratósfera y provocando, durante los dos años siguientes, una disminución de la temperatura media del planeta en 0,5 oC. 

Los volcanes extintos son aquellos que ya no tienen capacidad de hacer erupción porque su fuente de magma ha desaparecido o las condiciones geológicas cercanas al volcán han cambiado. El Monte Kulal, en Kenia, es considerado un volcán extinto. 

Aunque los volcanes son formadores de paisajes que contribuyen a la identidad de las regiones, también son una muestra de las fuerzas increíbles de la naturaleza, hasta el punto de que grandes erupciones volcánicas han cambiado el curso de la historia de algunas ciudades. 

Tal es el caso de Pompeya y Herculano, que fueron devastadas por la erupción del volcán Vesubio de Italia en el año 79 d. C. Diecisiete siglos después, aproximadamente, Pompeya fue parcialmente excavada por arqueólogos, quienes descubrieron rasgos de la vida y de los lujos del antiguo Imperio Romano. 

De acuerdo con registros históricos y estudios científicos de la región, se cree que la erupción del Vesubio inició con descargas de vapor y la formación de una nube eruptiva conformada por ceniza y fragmentos de pumita (roca ígnea llamada también piedra pómez) que fue acumulándose sobre las ciudades. 

Sin embargo, el mayor efecto provocado por el volcán fue la formación de nubes ardientes —llamadas también coladas piroclásticas o flujos piroclásticos— que son avalanchas o corrientes de gases, ceniza y fragmentos rocosos incandescentes (piroclastos), que descendieron a grandes velocidades por las laderas del volcán.

Tamaño, magnitud e intensidad de las erupciones volcánicas 

Las erupciones volcánicas pueden medirse en términos de su magnitud, que corresponde a la masa total de materia que entra en erupción (kg), e intensidad, que es la tasa de erupción o velocidad de descarga del magma (kg/s o m3/s), la cual puede estimarse a partir de la altura y forma de la columna eruptiva y del área sobre la cual se distribuye el material eruptivo. 

Para determinar el tamaño de una erupción volcánica, los vulcanólogos Christopher Newjall y Stephen Self (Newhal & Self, 1982) desarrollaron una escala de magnitud llamada Índice de Explosividad Volcánica (Volcanic Explosivity Index – VEI) que varía de 0 a 8, basada principalmente en el volumen de material que entra en erupción durante una explosión y la altura de la columna eruptiva. 

Dicha escala inicia en 0 para erupciones que producen menos de 0,0001 km3 de material. Por encima del índice VEI 1, la escala se vuelve logarítmica, es decir, que cada incremento en la escala aumenta 10 veces la cantidad del material expulsado.

Impactos y beneficios de los volcanes 

La actividad volcánica genera diversos efectos e influencias que dependen de las características del volcán y tienen incidencia a escala regional y, en algunas ocasiones, global. El conocimiento de los volcanes, su dinámica y sus interrelaciones con las comunidades, ambiente y medio construido son fundamentales para gestionar sus riesgos y aprovechar sus beneficios. 

Algunos impactos o beneficios son: 

• Formaciones de tierra volcánica: los volcanes empujan materiales a la superficie de los océanos que pueden dar lugar a la formación de islas que se convierten en zonas habitables y turísticas. 
• Tsunami: causado por deslizamientos en las laderas del volcán o erupciones volcánicas. 
• Gases: pueden reducir la radiación solar y temperatura media del planeta por un tiempo determinado. 
• Proyectiles balísticos: fragmentos incandescentes de material volcánico expulsados a gran velocidad causando incendios y destrucción de infraestructura. 
• Lahares o flujos de lodo: compuestos por una mezcla de material volcánico y agua proveniente de lluvias intensas, deshielo de glaciares o nieve en la cima del volcán que pueden causar destrucción de vegetación, cultivos, infraestructura e inundaciones. 
• Flujo de lava: puede afectar cultivos, provocar incendios forestales y destrucción de infraestructura. 
• Formación de nuevos ecosistemas. 
• Flujos piroclásticos: avalanchas de gases, ceniza y fragmentos sólidos de magma que afectan el entorno y los ecosistemas. 
• Rayos.
• Lluvia ácida: producida por emisiones de gases que entran en contacto con la lluvia, provocando aumento de la acidez en ríos, lagos y suelos e impactando sector pesquero, agricultor y ganadero. 
• Energía geotérmica: generación de electricidad a partir de energía existente en el interior de la tierra en forma de calor. 
• Extracción de materia prima útil para industria de la construcción, la química y la farmacéutica.
• Incremento de enfermedades respiratorias, cutáneas y oculares en la población. 
• Fomento de la investigación. 
• Enriquecimiento de los suelos con nutrientes que fomentan la agricultura. 
• Contaminación de fuentes de agua cercanas. 
• Geoturismo: formación de aguas termales y barros volcánicos.
• Sismos: pueden causar daños a la infraestructura y deslizamientos en las laderas.
• Ceniza: proporciona al suelo nutrientes que incrementan su fertilidad. 
• Formación de acuíferos y manantiales a partir del agua contenida en rocas volcánicas. 

Mapas de amenazas, sistemas de monitoreo y alertas tempranas 

Las erupciones volcánicas, a diferencia de otros fenómenos geofísicos como el sismo, suelen tener asociada una actividad precursora, que varía desde días hasta meses. Dicha actividad puede permitir detectar a tiempo señales de advertencia y generar mecanismos de anticipación, planificación y mitigación del riesgo. 

El análisis del monitoreo de este tipo de señales permite generar alertas tempranas, permitiendo detectar deformaciones en la superficie del suelo, cambios de temperatura, emisiones de gases, ceniza y actividad sísmica, entre otros parámetros que ayudan en la estimación de la probabilidad de ocurrencia de una erupción. 

Los observatorios volcánicos son las organizaciones encargadas de monitorear los volcanes activos y proporcionar información sobre el estado y nivel de actividad del volcán, para que las autoridades municipales emitan alertas tempranas sobre una posible erupción. Por tanto, desempeñan un papel fundamental en la gestión y reducción de riesgo. 

Estos observatorios tienen protocolos de niveles de alerta de riesgo volcánico, pero difieren en cada país porque dependen del tipo de volcán y de las necesidades de la población. Además, no existe un sistema internacional unificado para tal fin. 

La Organización de Aviación Civil Internacional (OACI), organismo especializado de las Naciones Unidas, desarrolló un sistema de alerta universal que utiliza cuatro colores (verde, amarillo, naranja y rojo) que representan las condiciones del volcán y ayuda a los aviones a evitar las nubes de ceniza que pueden llegar a ser potencialmente peligrosas. 

Otro mecanismo de gestión del riesgo son los mapas de amenaza volcánica que permiten representar, por zonas, las posibles áreas afectadas por distintos fenómenos que pueden ocurrir durante una erupción, proporcionando información detallada para toma de decisiones de ordenamiento territorial, desarrollo de planes de contingencia, preparación de la población y mitigación del riesgo.

El volcán Popocateptel, actualmente activo y con una altura de 5.426 metros sobre el nivel del mar, se encuentra localizado en México a 43 kilómetros de la ciudad de Puebla. Su nombre, proveniente del náhuatl, significa “Montaña que humea”. Geográficamente, este volcán se encuentra unido por el norte con el volcán Iztaccíhuatl, que significa “Mujer dormida”, cuya forma contiene varios picos que se asemejan a la silueta de una mujer recostada mirando hacia el cielo y con el cabello extendido hacia el lado opuesto de su cuerpo, lo cual ha sido fuente de inspiración para la creación de leyendas mitológicas que se han ido transmitiendo de generación en generación. 

El 13 de noviembre de 1985, el volcán nevado del Ruiz en Colombia hizo una erupción de magnitud 3 en la escala VEI. Aunque esta magnitud puede considerarse moderada, fue suficiente para provocar que flujos piroclásticos emitidos por la erupción provocaran derretimiento de hielo y nieve que originó lahares que se canalizaron por 6 ríos causando afectaciones en varios municipios, específicamente en el municipio de Armero ubicado en el departamento del Tolima. 

Este evento marcó el inicio formal del programa de monitoreo volcánico en Colombia, del Servicio Geológico Colombiano, que a través de investigación científica y tecnología permite obtener modelos de comportamiento de los volcanes más activos y proporcionar información oportuna que permita una gestión integral del riesgo y aprovechamiento de los recursos naturales en pro del bienestar de la población.

Fuentes

• Catalina Bedoya. Ingeniera civil y sanitaria de la Universidad de Antioquia.
• Marta Lucía Calvache Velasco. Geóloga de la Universidad Nacional de Colombia, especialista en Geotermia de la Universidad de Auckland, Nueva Zelanda, M. Sc. de la Universidad Estatal de Luisiana, y Ph. D. de la Universidad Estatal de Arizona. 
• Victoria Luz González Pérez. Ingeniera civil de la Universidad de Medellín, especialista y M. Sc. en Ingeniería sismo resistente de la Universidad Eafit.