Trabajan modelos matemáticos para inferir futuras erupciones en calderas volcánicas

Por Armando Bonilla

México, DF. 28 de enero de 2016 (Agencia Informativa Conacyt).- Con el objetivo de entender su impacto en la decadencia de la civilización maya, pero al mismo tiempo generar un modelo matemático que permita visualizar el alcance de próximos siniestros, el doctor Gerardo de Jesús Aguirre Díaz, investigador de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), realiza estudios en la caldera volcánica de Ilopango en El Salvador.

Se trata de un proyecto financiado por el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt) que tiene una duración de tres años a partir de marzo de 2015 y del que ya se desprenden algunos hallazgos importantes. "Se sabe que la última erupción que tuvo esta caldera fue catastrófica, sucedió hace aproximadamente mil 500 años —muy reciente en términos geológicos— y pudo haber sido el factor detonante para que la civilización maya se disgregara", explicó Aguirre Díaz.

En entrevista con la Agencia Informativa Conacyt, dijo que ese es uno de los motivos principales por los cuales el trabajo es de interés para México, aun cuando el estudio en sí no tenga lugar dentro del territorio nacional; sin embargo, los efectos de la erupción en Ilopango tuvieron consecuencias en el sureste de México y podría volver a tenerlas en un futuro.

Agencia Informativa Conacyt (AIC): ¿Cuál es el principal objetivo de la investigación?

Gerardo de Jesús Aguirre Díaz (GJAD): Apoyado por estudiantes de doctorado y un grupo de diez personas (investigadores de diferentes especialidades en gerardo de jesus aguirre01 geociencias, matemáticas, antropología y arqueología), se realiza la investigación en torno a la erupción catastrófica —o supererupción— de la caldera de Ilopango, y se busca definir su relación con el declive de la civilización maya, pero también generar un modelo matemático que permita inferir el escenario de posibles próximas erupciones y los alcances de esta estructura volcánica.

AIC: ¿En qué consiste el trabajo que están realizando?

GJAD: Se trata de mucho trabajo de campo, hay que visitar la caldera y sus alrededores para realizar trabajo geológico, es decir, revisar y estudiar los productos volcánicos que salieron de la caldera, ordenarlos de manera "espacio-temporal", en términos sencillos, ubicar y estudiar los residuos de las erupciones que ha tenido esta caldera.

Entonces, básicamente lo que hacemos es ir a medir en el campo los depósitos y tomar muestras para diferentes tipos de análisis en el laboratorio. Los ubicamos en primera instancia, medimos el volumen que representa cada uno de ellos, determinamos hasta dónde llegaron esas erupciones y una vez que se organizan en el tiempo y espacio los residuos de la caldera, comenzamos el trabajo geocronológico.

AIC: ¿En qué consiste el trabajo geocronológico?

GJAD: Sacamos las edades absolutas a través de técnicas muy especializadas de geoquímica de isótopos, para este caso las técnicas analíticas de carbono 14, de argón-argón, que es el argón 39 y 40, y también las de uranio-plomo y uranio-torio en circones.

Lo que hacemos es obtener las edades de los productos arrojados por la caldera y ver si hay algún tipo de recurrencia en el tiempo en las diferentes erupciones mayores que ha tenido. También utilizaremos dicho conocimiento para estudiar a detalle la última erupción, que probablemente causó la disgregación maya.

AIC: ¿En qué consisten las pruebas de geoquímica de isótopos?

GJAD: Para definir la edad de las rocas recurrimos a los isótopos de algunos elementos que contienen estas. Las rocas presentan minerales, sobre todo las frase gerardo de jesus aguirre01 volcánicas, en cuyo caso además de los minerales se tiene también vidrio volcánico; dentro de los componentes químicos del vidrio y de los minerales existen algunos elementos radioactivos que aprovechamos para saber la edad de la roca.

Muchos de los elementos que hay en la naturaleza tienen algo de radioactividad y aprovechamos esa característica para utilizar los distintos sistemas ya mencionados, como el de argón 40 y 39 (gas noble que se produce por el decaimiento radioactivo del potasio) o el de uranio-plomo, en donde el uranio, que es el material radioactivo, decae hacia el plomo.

En el momento que la roca se cristalizó al salir de la erupción, comienza a trabajar el relojito isotópico y nosotros con instrumentos muy sofisticados (espectrómetros de masa muy sensibles) podemos determinar cuánto tiempo ha pasado, midiendo la cantidad de un isótopo contra el otro.

AIC: ¿Cómo pudo impactar la última erupción en el declive de la civilización maya?

GJAD: Este es un proyecto multidisciplinario, donde tambien interviene un grupo de arqueólogos, quienes harán excavaciones para recolectar información en sitios arqueológicos que se sabe fueron cubiertos por la ceniza volcánica de esta erupción.

Y fue esta erupción, de hace aproximadamente mil 500 años, de la caldera de Ilopango —la cual muy probablemente también afectó el clima a escala global—, la que aparentemente provocó la disgregación de la cultura maya, misma que con el paso del tiempo se tradujo en el declive de esta civilización.

En busca de un modelo numérico del alcance de erupciones en calderas volcánicas

AIC: ¿Por qué es importante conocer las recurrencias en el tiempo de las erupciones?

erupcion volcan ilopango dibujo01 Erupción del volcán Ilopango, 1891. Imagen: Appleton's Annual Cyclopaedia and Register of Important Events of the Year 1891. Dominio público.GJAD: Esta caldera no solo tuvo esa última erupción, nosotros, gracias al trabajo de identificación de recurrencia en el tiempo, hemos contabilizado al menos ocho más, dato que representa el primer hallazgo importante de nuestro trabajo de investigación.

Incluso tuvo erupciones mucho más grandes a la registrada hace mil 500 años, así que intentaremos definir su historia eruptiva completa con un enfoque que vaya más allá de su impacto a la civilización maya, con la intención de definir si la caldera representa un peligro en el futuro porque aún se encuentra activa.

En resumen, el segundo enfoque de la investigación tiene que ver con la peligrosidad volcánica. Intentaremos, básicamente, deducir si existe el riesgo de una nueva erupción de grandes dimensiones y, para lograrlo, debemos conocer toda la historia volcánica de la caldera, desde que surge hasta su última actividad.

Haremos modelos matemáticos que alimentaremos con los datos de campo para hacer simulaciones numéricas de las erupciones pasadas, sobre todo de la última supererupción que afectó a los mayas, lo cual permitirá elaborar modelos de erupciones futuras y saber qué tanto afectarían a El Salvador y cuál sería su impacto a nivel continental, incluyendo por supuesto México.