Justo antes de una erupción sorpresa del volcán Ruapehu de Nueva Zelanda en 2007, el temblor sísmico cerca de su cráter se correlacionó estrechamente con los cambios bimensuales en la fuerza de las fuerzas de marea, según un nuevo estudio. La investigación, publicada en la revista Informes científicos , sugiere que las señales asociadas con los ciclos de mareas podrían proporcionar una advertencia avanzada de ciertos tipos de erupciones volcánicas.
"Al observar los datos de este volcán que abarca unos 12 años, encontramos que esta correlación entre la amplitud del temblor sísmico y los ciclos de mareas se desarrolló solo en los tres meses anteriores a esta erupción", dijo Társilo Girona, autor principal del estudio.lo que sugiere es que las mareas podrían proporcionar una sonda para decirnos si un volcán ha entrado o no en un estado crítico ".
Girona, becario postdoctoral de la NASA en el Laboratorio de Propulsión a Chorro, dirigió la investigación durante una cita postdoctoral en la Universidad de Brown, trabajando con el profesor de Brown Christian Huber y Corentin Caudron, un investigador postdoctoral en la Universidad de Gante en Bélgica.
Las mareas de la Tierra suben y bajan diariamente debido al tirón gravitacional de la Luna a medida que la Tierra gira. Durante las lunas llenas y nuevas, la atracción gravitacional lunar se alinea con la del sol, lo que hace que las mareas diarias sean un poco más grandes durante esosFases de la luna. Durante las lunas del primer y tercer trimestre, el abultamiento diario de las mareas es un poco más pequeño. Este cambio bimensual en la amplitud de las mareas a veces se denomina marea quincenal. Aunque normalmente pensamos en las mareas en términos de aumento ycaídas de agua, estas tensiones gravitacionales también afectan la corteza sólida del planeta. La cuestión de si las tensiones gravitacionales pueden influir en la actividad volcánica es antigua en las ciencias de la Tierra.
"Una gran cantidad de investigación se ha centrado en si las fuerzas de marea pueden desencadenar erupciones, y no hay evidencia definitiva de que lo hagan", dijo Huber. "Queríamos tomar un ángulo diferente con este estudio y ver si hayalguna señal detectable asociada con las fuerzas de marea que nos puede decir algo sobre la criticidad de un volcán ".
Los investigadores decidieron estudiar el volcán Ruapehu en parte porque su actividad ha sido monitoreada de cerca por años por GNS Science, un instituto de investigación en Nueva Zelanda. La montaña es una atracción turística popular y el hogar de dos estaciones de esquí, por lo que los funcionarios quieren estarconsciente de cualquier señal de advertencia de que podría estallar. Ese monitoreo proporcionó un conjunto de datos largo y continuo para que los investigadores lo estudien
En particular, el equipo estaba interesado en los datos de los sensores sísmicos ubicados cerca del cráter del volcán. Esos sensores captan el temblor volcánico, un ruido sísmico de bajo nivel que proporciona una señal persistente de actividad dentro de un sistema volcánico. Utilizando una técnica estadística sofisticada, los investigadores analizaron durante 12 años datos sísmicos, buscando cualquier período en el que la sismicidad estuviera correlacionada con los ciclos lunares. Descubrieron que durante la mayoría de esos 12 años, no había correlación entre el temblor y los ciclos lunares, excepto los pocos meses anteriores aerupción impulsada por vapor el 25 de septiembre de 2007, cuando surgió una fuerte correlación.
Durante esos tres meses, la amplitud del temblor aumentó y disminuyó ligeramente en el paso de bloqueo con el ciclo de mareas quincenal. Si bien las fluctuaciones en la amplitud sísmica fueron sutiles, la fuerza de la correlación con el ciclo de mareas no lo fue. La correlación fueTan fuerte como 5 sigma, dicen los investigadores, lo que significa que la probabilidad de que el patrón surgió por casualidad es de aproximadamente uno en 3.5 millones.
Para comprender cómo las fuerzas de marea estaban afectando a Ruapehu durante esos tres meses, los investigadores utilizaron un modelo de temblor sísmico que habían desarrollado previamente. Los volcanes como Ruapehu tienen un conducto vertical a través del cual se eleva la lava, y un sólido tapón de roca en la parte superior.Los gases liberados de la lava forman una bolsa entre el tapón rocoso y la piscina de lava. Esa bolsa de gas puede resonar contra el tapón, lo que crea un temblor sísmico.
El modelo sugiere que cuando la presión de la bolsa de gas alcanza un nivel crítico, un nivel en el que es posible una erupción de vapor, las diferentes tensiones asociadas con el cambio de las fuerzas de marea son suficientes para cambiar la amplitud del temblor.
"Eso es lo que pensamos que estaba sucediendo en 2007", dijo Huber. "Cuando la presión en el sistema se volvió crítica, se volvió sensible a las mareas. Pudimos demostrar que la señal es detectable".
Ninguno de los otros indicadores que los geólogos suelen usar para anticipar erupciones levantaron banderas de advertencia en 2007. Por lo tanto, una señal de marea podría ser una forma de predecir erupciones impulsadas por vapor, que de otro modo son difíciles de predecir.
"Nos gustaría recopilar más datos de otras erupciones y otros volcanes para ver si esta señal de marea aparece en otra parte", dijo Huber. "Entonces podemos comenzar a pensar en usarlo como un medio potencial para predecir futuras erupciones deeste tipo."
La investigación fue financiada por la National Science Foundation 1454821.
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Materiales proporcionado por Universidad de Brown . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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