Gracias a una novedosa técnica de obtención de imágenes de volcanes que produce imágenes de alta resolución de las propiedades de las ondas sísmicas, un nuevo estudio revela la existencia de una gran masa de magma móvil bajo el Kolumbo, un volcán submarino activo cerca de Santorini (Grecia), que hasta ahora no se había detectado. La presencia de la cámara de magma aumenta las probabilidades de una futura erupción, lo que lleva a los investigadores a recomendar estaciones de vigilancia de riesgos en tiempo real cerca de otros volcanes submarinos activos para mejorar las estimaciones de cuándo es probable que se produzca una erupción.

Hace casi cuatrocientos años, en 1650 E.C., el Kolumbo rompió la superficie del mar y entró en erupción, matando a 70 personas en Santorini. Esta erupción, que no debe confundirse con la catastrófica erupción volcánica de Thera (Santorini) ocurrida hacia 1600 a.C., fue provocada por el crecimiento de depósitos de magma bajo la superficie del Kolumbo. Ahora, los investigadores afirman que la roca fundida de la cámara está alcanzando un volumen similar.

El estudio, publicado en Geochemistry, Geophysics, Geosystems, fue el primero en utilizar imágenes sísmicas de inversión de forma de onda completa para buscar cambios en la actividad magmática bajo la superficie de volcanes submarinos a lo largo del Arco Helénico, donde se encuentra el Kolumbo.

La tecnología de inversión de forma de onda completa se aplica a perfiles sísmicos -registros de movimientos del terreno a lo largo de líneas kilométricas- y evalúa las diferencias en las velocidades de onda que pueden indicar anomalías en el subsuelo. El estudio demostró que la tecnología de inversión de forma de onda completa puede utilizarse en regiones volcánicas para encontrar posibles ubicaciones, tamaños y tasas de fusión de cuerpos de magma móviles. Los perfiles sísmicos se construyeron después de que los investigadores efectuaran disparos con cañones de aire desde un buque de investigación que sobrevolaba la región volcánica, provocando ondas sísmicas que fueron registradas por sismómetros de fondo situados a lo largo del arco.

M. Paulatto, vulcanólogo del Imperial College London y segundo autor del estudio, dijo en un comunicado:

“La inversión de la forma de onda completa es similar a una ecografía médica. “Utiliza ondas sonoras para construir una imagen de la estructura subterránea de un volcán”.

Según el estudio, una disminución significativa de la velocidad de las ondas sísmicas que viajan bajo el lecho marino indica la presencia de una cámara de magma móvil bajo el Kolumbo. Las características de las anomalías de las ondas se utilizaron para hacerse una mejor idea de los peligros potenciales que puede presentar la cámara de magma.

Según Kajetan Chrapkiewicz, geofísico del Imperial College London y autor principal del estudio, los datos existentes sobre los volcanes submarinos de la región eran escasos y borrosos, pero el denso conjunto de perfiles sísmicos y la inversión de la forma de onda completa les ha permitido obtener imágenes mucho más nítidas que antes. Éstas se utilizaron para identificar una gran cámara de magma que ha ido creciendo a un ritmo medio de unos 4 millones de metros cúbicos al año desde la última erupción del Kolumbo en 1650 E.C.

El volumen total de fundido que se ha acumulado en el depósito de magma bajo el Kolumbo es de 1,4 kilómetros cúbicos, según el estudio. Según Chrapkiewicz, si se mantiene el ritmo actual de crecimiento de la cámara magmática, en algún momento de los próximos 150 años el Kolumbo podría alcanzar los 2 kilómetros cúbicos de volumen de fundido que se calcula que fue expulsado durante la erupción de 1650 E.C. Aunque los volúmenes de fusión volcánica pueden estimarse, no hay forma de saber con certeza cuándo entrará en erupción el Kolumbo.

Actividad volcánica submarina a lo largo de una sección del cráter Kolumbo en el fondo marino, observada con equipos de monitoreo SANTORY. Crédito: SANTORIA

Preparación para eventos explosivos submarinos

Según los autores del estudio, las características del sistema magmático del Kolumbo indican la posibilidad de una erupción altamente explosiva, similar pero de menor magnitud que la reciente erupción del Hunga Tonga-Hunga Ha’apai en el futuro. Aunque el peligro no parece inminente, una explosión en el volcán Kolumbo podría ser más desastrosa que la erupción tongana debido a su proximidad al núcleo de población de Santorini (Grecia), situado a sólo 7 kilómetros (4 millas) del volcán.

El Kolumbo se encuentra en una zona relativamente poco profunda del mar Mediterráneo, a unos 500 metros de profundidad, lo que, según las estimaciones actuales, podría aumentar su explosividad. Se prevé que cuando el Kolumbo entre en erupción se produzca un tsunami y una columna eruptiva de decenas de kilómetros de altura con grandes cantidades de ceniza.

Jens Karstens, geofísico del GEOMAR Helmholtz Centre for Ocean Research Kiel que no participó en el estudio, subrayó la importancia de los recientes hallazgos.

Karstens dijo:

“Con estudios como éste, podemos aprender más sobre cómo funcionan las estructuras volcánicas, qué esperar y dónde esperarlo, y podemos utilizarlo para diseñar sistemas de vigilancia de volcanes submarinos”.

El estudio se suma a la creciente base de conocimientos sobre el Kolumbo -el volcán submarino más activo del Mediterráneo- y los peligros que plantea. Según los investigadores, la tecnología de inversión de la forma de onda completa puede utilizarse para identificar depósitos de magma similares ocultos bajo otros volcanes submarinos activos, pero puede ser un proceso espacialmente restrictivo y lento que se utilizaría mejor en combinación con otras técnicas, como la perforación de sedimentos volcánicos y la monitorización sismográfica, para ayudar a formarse una mejor idea de lo que está ocurriendo realmente bajo los volcanes submarinos.

Crédito: Geochemistry, Geophysics, Geosystems (2022)

Durante los últimos años, un equipo internacional de científicos ha estado trabajando en el establecimiento del observatorio volcánico del fondo marino de SANTORini, o SANTORY, un observatorio del fondo marino equipado con instrumentos científicos que podrán medir la progresión de la actividad volcánica del Kolumbo. SANTORY aún está en fase de desarrollo, pero según Chrapkiewicz, es un buen ejemplo de lo que puede llegar a ser una estación submarina de vigilancia volcánica.

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Como señala Paulatto, hay más estaciones terrestres de vigilancia de volcanes continentales que de volcanes submarinos. La vigilancia de la actividad volcánica bajo la superficie del océano es más complicada y costosa que en tierra. Sin embargo, no por ello es menos importante, afirma Paulatto. Los investigadores esperan que este estudio, en combinación con los datos recogidos por SANTORY y el crucero de perforación de sedimentos Expedition 398 del Programa Internacional de Descubrimiento de los Océanos, ayude a convencer a los responsables políticos de la importancia crítica de contar con estaciones de vigilancia en tiempo real de los volcanes submarinos.

Chrapkiewicz afirmó:

“Necesitamos mejores datos sobre lo que hay realmente bajo estos volcanes. Los sistemas de vigilancia continua nos permitirían tener una mejor estimación de cuándo podría producirse una erupción. Con estos sistemas, probablemente sabríamos de una erupción unos días antes de que ocurra, y la gente podría evacuar y mantenerse a salvo.”

Los hallazgos de la investigación han sido publicados Geochemistry, Geophysics, Geosystems.

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