El monte Santa Helena no está donde debería; los vulcanólogos por fin podrían haber descubierto por qué

El volcán es responsable de la erupción más mortal de Estados Unidos, pero aún quedan muchos misterios sin resolver sobre este pico.

martes, 19 de mayo de 2020,
Por Maya Wei-Haas
Cráter del monte santa Helena

El cráter del monte santa Helena (en la foto, el 5 de septiembre de 2019) es un recordatorio de la explosión volcánica letal que sacudió el Pacífico Noroeste hace 40 años.

Fotografía de Amanda Lucier, The New York Times via Redux

Los gélidos picos volcánicos del Pacífico Noroeste se distribuyen en línea recta, elevándose del paisaje arrugado al este de la Interestatal 5. Pero hay volcán visiblemente fuera de lugar. A más de 40 kilómetros al oeste de otros picos explosivos, en el rincón sudoeste del estado de Washington, está el monte santa Helena.

Han pasado 40 años desde que la erupción del monte santa Helena. Su despertar generó una columna de gas y ceniza de 24 kilómetros de alto, arrasó 350 kilómetros cuadrados de bosque y mató a 57 personas en la erupción más mortal de Estados Unidos. En la actualidad, el volcán sigue siendo uno de los más peligrosos del país y el más activo de la cordillera de las Cascadas.

Sin embargo, el origen de su fuerza ha sido un misterio persistente. La posición rebelde del volcán lo sitúa sobre una zona de roca demasiado fría como para producir el magma necesario para alimentar sus estallidos furiosos.

«No debería haber un volcán donde está el monte santa Helena», afirma Seth Moran, científico jefe del Observatorio de los Volcanes de las Cascadas del Servicio Geológico estadounidense en Vancouver, Washington.

Resolver este enigma no solo servirá para satisfacer una curiosidad geológica. La brutal erupción de hace cuatro décadas fue un recordatorio de los peligros que representan los volcanes de las Cascadas para millones de personas y propulsó el futuro de la vulcanología. En las décadas posteriores, los científicos han usado las numerosas observaciones de aquella explosión para entender mejor las erupciones de muchos volcanes el mundo y reforzar la preparación para las que están por venir.

«Supuso un avance fundamental en nuestra comprensión de este tipo de erupción», afirma Janine Krippner, vulcanóloga del Programa de Vulcanismo Global del Instituto Smithsonian.

Es más, una imagen más detallada del funcionamiento interno del volcán podría ayudar a los investigadores a rastrear las sacudidas y los cambios que presagian una erupción, contribuir a perfeccionar las previsiones volcánicas y evacuar a las poblaciones cercanas.

Cuarenta años después de la erupción del monte santa Helena, un equipo de expertos ha encontrado pistas que explican su curiosa posición. En una de las iniciativas más exhaustivas para rastrear las raíces del volcán, el proyecto iMUSh (Imaging Magma Under St. Helens) ha empleado varios tipos de análisis análisis para arrojar luz sobre estos secretos subterráneos. En general, el pico no coincide con la imagen de libro de texto de un volcán situado sobre una cámara de roca fundida. Más bien parece que hay una nube de masas de roca parcialmente fundida bajo la superficie, desplazadas al este del edificio volcánico, hacia el vecino monte Adams.

Desde el sudoeste se ve una columna ardiente de gas y ceniza que sale del monte santa Helena el 18 de mayo de 1980. Menos de dos semanas después de la erupción, parte de la ceniza volcánica había dado la vuelta al mundo.

Fotografía de Corbis via Getty Images

Una imagen desde el cielo

La mañana fresca y despejada del 18 de mayo de 1980, los geólogos Dorothy y Keith Stoffel disfrutaban de las vistas gloriosas del monte santa Helena desde el aire. Como regalo para el 31º cumpleaños de Dorothy, habían conseguido el permiso del Servicio Geológico (USGS, por sus siglas en inglés) para fletar un avión y sobrevolar el volcán. Llevaba casi dos meses rugiendo, pero la montaña estaba prácticamente serena a primeras horas de aquel domingo. Cuando Dorothy llamó al USGS para comprobar si el vuelo seguía adelante, le dijeron: «Pueden venir, aquí no pasa nada».

El reciente borboteo del monte santa Helena había ennegrecido las laderas blancas del volcán, que suelen estar cubiertas de nieve y glaciares. La pareja fotografió el pico simétrico desde las ventanas del Cessna 182. «Estaba tan tranquilo y sereno que casi me sentí decepcionada», recuerda Dorothy. «En mi cabeza, pensé: “Oh, la montaña se ha vuelto a dormir”».

Una protuberancia hinchada que sobresalía de su flanco septentrional era uno de los pocos recordatorios visuales de su estado activo. Desde finales de marzo de aquel año, la protuberancia había crecido dos metros al día. Mientras los Stoffel lo sobrevolaban, Dorothy observó rastros brillantes de hielo fundido que descendían sobre la faz ceniza del volcán, una señal del calor que hacía bajo la superficie. El avión serpenteó por el cielo y pasó dos veces sobre el cráter del volcán.

A las 8:30 de la mañana, decidieron hacer un último arco hacia el este para pasar sobre la protuberancia. Fue entonces cuando el volcán se despertó de repente.

Una grieta de más de kilómetro y medio de largo atravesó la montaña y la ladera norte se derrumbó en el mayor corrimiento de tierras que se ha documentado fuera del agua. Ocurrió tan rápido que apenas tuvieron tiempo para entender lo que pasaba. La pareja siguió fotografiando el monte mientras el suelo parecía volverse líquido y más de 2,5 kilómetros cúbicos de material (suficiente para llenar un millón de piscinas olímpicas) fluían ladera abajo.

«Como geóloga, esperas que los volcanes entren en erupción», afirma Dorothy. «Pero no esperas que las montañas se desmoronen de repente».

“Como geóloga, esperas que los volcanes entren en erupción. Pero no esperas que las montañas se desmoronen de repente.”

por DOROTHY STOFFEL, GEÓLOGA JUBILADA

El corrimiento de tierras liberó la presión del magma que se acumulaba bajo tierra (como sacar el corcho a una botella de champán), dando rienda suelta al volcán. Unas nubes de roca caliente salieron volando hacia el norte en una explosión lateral masiva, la primera de este tipo observada en detalle. La explosión, que alcanzó una velocidad máxima de 480 kilómetros por hora, arrancó el pico del volcán y devastó cientos de kilómetros cuadrados.

Las nubes hinchadas de la explosión lateral alcanzaron el avión de los Stoffel. El piloto cayó en picado para ganar velocidad. «La verdad es que pensé que íbamos a morir», afirma Dorothy. Pero giraron hacia el sur y los tres escaparon por los pelos.

Mientras se retiraban, Dorothy observó la columna de gas y ceniza abrasadores que ascendía hacia el cielo y los destellos de los relámpagos volcánicos que iluminaban el cráter. Durante más de nueve horas, la columna se irguió sobre el volcán y cubrió la región de ceniza, que bloqueó el sol.

Un helicóptero transporta equipo al monte santa Helena para supervisar su posible actividad. La gama de instrumentos que vigilan el volcán se ha mejorado en varias ocasiones desde la erupción de 1980.

Fotografía de ADAM MOSBRUCKER, USGS

El angustioso relato de los Stoffel proporciona una información vital entre las numerosas observaciones del evento explosivo que han narrado tanto científicos como ciudadanos. A casi 55 kilómetros al este, en el monte Adams, el escalador John Christiansen levantó su piolet. El aire era tan eléctrico que sintió una descarga a través de su guante de lana. A unos 72 kilómetros al sudoeste, en la isla Sauvie de Oregón, la artista Lucinda Parker y su marido contemplaron la columna turbulenta mientras su hija de tres años jugaba en la arena. A más de 233 kilómetros al este, Douglas Bird y su familia salían de casa para ir a misa cuando observaron que se acercaban nubes cargadas de ceniza, algo que jamás habían visto.

La potencia de la explosión ha reverberado a lo largo de generaciones y la posibilidad de estudiar el volcán ha atraído a investigadores de todo el mundo al estado de Washington. En parte, el proyecto iMUSH nació de esta fascinación.

Atisbando las profundidades

El monte santa Helena forma parte del arco volcánico de las Cascadas, que abarca de la Columbia Británica al norte de California. Como muchos volcanes del mundo, esta cordillera en ebullición es el producto de una zona de subducción, una colisión tectónica en la que, en este caso, una placa oceánica densa se sumerge bajo una placa continental. Conforme esta placa desciende, aumentan la presión y la temperatura y salen fluidos que provocan el derretimiento de las rocas sólidas del manto. Este magma, menos denso que su entorno, se abre camino hacia la superficie a través de la corteza y crea volcanes.

La mayoría de los volcanes de las Cascadas (y otros de todo el mundo) se forman encima de los lugares donde la placa que se hunde desciende a casi 100 kilómetros de profundidad, donde las temperaturas son lo bastante altas para que se forme el magma. En cambio, en el monte santa Helena la situación es diferente. Este pico infame, que se encuentra a decenas de kilómetros al oeste de otros volcanes, se sitúa a solo 67 kilómetros sobre la placa que subduce.

El proyecto iMUSH comenzó en el verano de 2014, en parte para intentar resolver este enigma. Para crear imágenes del subsuelo, puede estudiarse la velocidad a la que viajan las ondas sísmicas y su trayectoria bajo tierra, algo que no difiere mucho de hacer un ultrasonido del planeta. Tras muchas ruedas pinchadas y carreteras de tierra descuidadas, decenas de investigadores han colaborado para desplegar una flota de sismómetros a lo largo de las faldas del volcán.

“Hasta donde pudo, el grupo usó todo su arsenal con el santa Helena.”

por SETH MORAN, OBSERVATORIO DE LOS VOLCANES DE LAS CASCADAS DEL USGS

Para una parte del análisis, los investigadores detonaron una serie de cargas y observaron las ondas que generaban. Durante dos años, otro conjunto de instrumentos registró cada temblor que se producía en torno al pico, como el estruendo de las olas del mar o los terremotos que ocurrían en la otra punta del mundo. Otros investigadores abordaron la labor estudiando la composición química de las rocas. Muchos científicos recurrieron a los campos magnético y eléctrico de la Tierra para cartografiar la conductividad del subsuelo.

«Hasta donde pudo, el grupo usó todo su arsenal con el santa Helena», afirma Moran del USGS, que formó parte del equipo del iMUSH.

Los resultados demuestran que las ondas sísmicas circulan lentamente en una zona al este del monte santa Helena, a una profundidad de entre 16 y 40 kilómetros. Las diferencias en los minerales pueden afectar a la velocidad de las ondas sísmicas, pero el magma puede ser otra fuente de esta lentitud. El análisis sugiere que quizá las rocas se fundan según lo previsto cerca del resto de los volcanes de las Cascadas, pero algunas se desvían hacia el oeste, pasan por el subsuelo y alimentan el monte santa Helena.

La historia de las propias rocas encaja en esta teoría. Dawnika Blatter, petróloga experimental del equipo de iMUSH que trabaja con el Observatorio de los Volcanes de California del USGS, explica que el equipo derritió muestras de roca expulsada en diversas condiciones en el laboratorio. De este modo, revelaron que los magmas pegajosos ricos en gas que dan fuerza a las erupciones del monte santa Helena se forman a una profundidad similar a la cámara magmática propuesta.

La ubicación desconcertante de este magma «sugiere que, para comprender la procedencia del magma, no podemos mirar solo debajo de un volcán», afirma Geoffrey Abers, geofísico de la Universidad de Cornell que participó en los análisis sísmicos de iMUSH.

Tras la erupción de 1980, los investigadores podrían haber captado incluso los temblores cercanos a esta zona de fusión a gran profundidad conforme la tierra se ajustaba al drenaje de roca fundida. Moran señala que resonaron temblores al sudeste del pico durante casi un año después de la explosión. Los movimientos subterráneos del magma pueden producir seísmos alrededor de los volcanes, así que saber si estos temblores están vinculados realmente a los embolsamientos de magma del monte santa Helena podría encauzar las futuras iniciativas de vigilancia.

«Hemos sabido que la parte sudeste del santa Helena es una especie de punto débil en la red», afirma Moran. «Tener información sobre los motivos por los que se producen terremotos en esa zona da un estímulo para mejorar ese lado del volcán».

Volcanes 101

Cicatrices antiguas

Aún se debate quién es el coreógrafo de esta danza magmática. Muchos científicos ven pistas en el paisaje circundante, que tiene las cicatrices de millones de años de actividad tectónica que podrían dirigir el flujo actual de la roca fundida.

En el pasado, en la costa oeste de Norteamérica había una meseta volcánica denominada Siletzia. Pero los movimientos tectónicos continuos de la Tierra cerraron esa brecha lentamente y hace unos 50 millones de años, Siletzia colisionó con el continente. Mientras el océano entre ambas masas continentales se cerraba, los sedimentos del fondo marino se apilaron bajo la superficie y se convirtieron en piedra. Según el equipo de iMUSH, esta sutura tectónica indeleble podría encontrarse justo debajo del monte santa Helena.

Los científicos han esbozado las estructuras que generó esta fusión usando el método magnetotelúrico, que rastrea la conductividad de las rocas. Los minerales ricos en carbono y azufre, similares a los que podrían formarse a partir de sedimentos marinos, «se encienden como un árbol de Navidad», afirma Paul Bedrosian, geofísico del USGS y miembro del equipo de iMUSH. Efectivamente, justo debajo del monte santa Helena una franja iluminada marca la región donde sedimentos marinos antiguos se convirtieron en un tipo de roca específica denominada metasedimiento.

El análisis reveló otra sorpresa al este del volcán: hay un área vasta de roca con baja conductividad justo encima de donde podría haber un estanque de magma. Los expertos creen que esta roca es un pedazo de magma enfriado que se formó millones de años antes del nacimiento del monte santa Helena.

Las diferencias de las propiedades de este cuello volcánico, denominado batolito, y las rocas metasedimentarias de la zona de sutura podrían alterar los estreses de la región y, por consiguiente, encauzar el flujo de magma. El batolito limita el ascenso del magma al este del monte santa Helena; las rocas metasedimentarias podrían servir como válvula de escape, atrayendo el magma viscoso y pegajoso del volcán a la superficie.

Jade Crosbie, geofísica del USGS en Lakewood, Colorado, que forma parte del equipo de iMUSH, explica que una pared de roca densa bajo estos metasedimentos, también revelada por el conjunto de sismómetros, podría formar parte de este paisaje perdido y proporcionaría una parada occidental para el flujo de magma.

Navegar por un mar de datos

Moran señala que, aunque los análisis de iMUSH mejoran la idea que tenemos del interior del planeta, esta imagen aún no está completa. «Una de las reglas generales de las imágenes geofísicas es que cuanta más profundidad, menos sabes».

En la actualidad, los restos de Siletzia solo se observan de forma fragmentaria en la superficie y están sepultados bajo flujos de lava ya solidificada y suelos repletos de árboles. De ahí que los expertos debatan dónde se encuentra exactamente la zona de sutura y su papel en la dirección del flujo magmático. Eric Kiser, sismólogo de la Universidad de Arizona que formó parte del equipo de iMUSH, indica que para tocar de verdad las rocas de Siletzia, habría que viajar a decenas de kilómetros al oeste del monte santa Helena.

Mientras los investigadores siguen navegando por el mar de datos obtenidos por el proyecto iMUSH, aún quedan muchas incógnitas. ¿Cómo cambia el sistema con el paso del tiempo? ¿A qué velocidad se mueve el magma? ¿Cómo se concentra una zona tan vasta de roca parcialmente fundida en un puntito volcánico sobre la superficie? Helen Janiszewski, de la Universidad de Hawái en Manoa, afirma que cada posible respuesta amplía nuestra comprensión de cómo y por qué entran en erupción los volcanes, lo que podría ayudar a los investigadores a conectar lo que ocurre en un volcán con el panorama general del vulcanismo en todo el mundo.

Desde aquel día fatídico de 1980, el monte santa Helena se ha despertado en varias ocasiones y la población que vive a su sombra ha aumentado. Esta confluencia subraya la necesidad de vigilar este pico en particular y muchos científicos han aceptado esa misión.

«Están vigilando muy bien el monte santa Helena», afirma Kiser. «La gente del USGS lo tiene todo bajo control».

Este artículo se publicó originalmente en inglés en nationalgeographic.com.

Seguir leyendo