Predicción de las erupciones, la visco-elasticidad entra en juego

Permanece acumulado a varios kilómetros bajo tierra durante años… y sin embargo, el magma no necesita sino unos días para romper su zona de almacenamiento: la corteza terrestre y así fluir a la superficie. Por lo cual es difícil anticipar las erupciones de gran amplitud, tal como la del volcán islandés Bárðarbunga en 2014 que evacuó dos kilómetros cúbicos de magma durante 6 meses.

“Los signos precursores de esta erupción eran demasiados débiles como para ser tomados en cuenta por los modelos tradicionales, explica Virginie Pinel, geofísica del IRD en la UMR ISTerre. Estos modelos son llamados elásticos o reversibles, es decir que consideran que la corteza terrestre se deforma instantáneamente con la presión del magma: se hincha en la superficie debido a la acumulación de magma antes de la erupción y luego se hunde rápidamente durante la erupción para potencialmente formar una calderaDepresión geográfica originada por erupciones volcánicas.. Sin embargo, las rocas pueden comportarse diferentemente y por períodos mucho más largos. Conocer más estas reacciones es esencial para anticipar mejor las erupciones.”

Una corteza terrestre viscosa

La científica propone usar un nuevo modelo visco-elástico que toma en cuenta el carácter viscoso de la corteza terrestre, es decir su capacidad de deformarse con el tiempo cuando una presión se aplica. Este modelo integra tres nuevos factores cuya consideración es importante para explicar una erupción. El primero es la densidad del magma: más ligero que la roca que lo rodea, se dirige hacia arriba gracias al principio de Arquímedes. Esta fuerza, cada vez más grande, se acumula en la zona de almacenamiento y puede provocar su ruptura.

Un segundo factor capital: el aporte en magma. Acumulándose en el reservorio, este último crea una sobrepresión sobre el conjunto de su superficie. Si este proceso dura unas decenas, o incluso centenas de años, esta fuerza toma algo de tiempo por el comportamiento dúctilQue es capaz de cambiar y transformar su forma por presión. o visco-elástico de la roca. El reservorio crece a medida que llega el magma, sin fracturarse. Es la combinación de estas dos coacciones a largo plazo lo que lleva a una ruptura del reservorio y a una erupción.

“¡A medida que el magma se acumula, e incluso si el espacio de almacenamiento se amplía, el principio de Arquímedes se intensifica hasta alcanzar el límite de resistencia del reservorio! nos dice la investigadora. Basta que una pequeña cantidad de magma llegue en unos pocos días, luego de centenas de años de acumulación, para que rompa el reservorio y fluya a la superficie. Es lo que ocurrió en el volcán Bárðarbunga que nos sirvió de modelo. No pudimos anticipar la amplitud de su erupción: sin medidas muy precisas de las deformaciones de la corteza terrestre a largo plazo, es muy difícil identificar una acumulación de magma llevada a cabo durante siglos”.

Magma que fluye por mucho tiempo

Ultimo y tercer factor de riesgo volcánico considerado: el derrame prolongado del magma durante varios meses. En el momento de la erupción, este erosiona la corteza formada por la acumulación de residuos magmáticos. El magma impide así el cierre elástico del camino por el cual pasó y lo mantiene abierto a pesar de la despresurización del reservorio magmático. Esta apertura permitió al volcán Bárðarbunga dejar fluir el magma durante más de seis meses.

Tomar en cuenta la combinación de estos tres factores permite por primera vez, explicar las erupciones de gran amplitud con signos precursores pocos perceptibles. Integrados a los modelos de previsión, podrán ser usados para comprender mejor el riesgo volcánico.