En un escenario de clima cambiante, vigilar la interacción entre las erupciones volcánicas y la atmósfera es cada vez más importante.
Unos días antes de la Navidad del año pasado, el volcán de Cumbre Vieja dejó de escupir lava sobre la isla española de La Palma, lo que ofreció un poco de alivio a los palmeros después de soportar más de 85 días de erupción y mil millones de euros en pérdidas. Pero, en 2021, el Cumbre Vieja no fue el único volcán que protagonizó titulares de prensa con su enorme estallido. En todo el mundo, desde Kamchatka a Reunión y Guatemala, pasando por Islandia y Sicilia, varios volcanes experimentaron erupciones de considerable magnitud, lo que se suma a la lista de eventos extremos que afectan a las personas y las economías.
PUBLICIDADCada vez que ocurren eventos extremos, ya sean incendios forestales, tifones o inundaciones, se habla sobre el papel que desempeña el cambio climático en la frecuencia e intensidad de las amenazas naturales. ¿Pero se puede aplicar esto también a las erupciones volcánicas? ¿Está relacionado el comportamiento de los volcanes con el cambio climático? Y si es así, ¿por qué es importante?
La conexión climática
Los volcanes interactúan con el clima por medio de los materiales que lanzan a la atmósfera durante las erupciones. Estas producen grandes cantidades de gas, partículas (conocidas como aerosoles), cenizas y metales, lo que altera temporalmente el clima a escala local, regional e incluso mundial.
«Las grandes erupciones volcánicas del pasado han cambiado el clima mundial, tanto de manera directa como reforzando otros procesos», afirma el Dr. Santiago Arellano, investigador del Departamento de Espacio, Tierra y Medio Ambiente del Chalmers Institute of Technology. Según el Dr. Arellano, el efecto de una erupción sobre el clima depende de la ubicación, la altitud, la cantidad y la composición del material arrojado. Por ejemplo, las erupciones tropicales tienen mayor impacto que las de latitudes más altas, ya que el aire de los trópicos viaja más lejos y puede transportar las emisiones volcánicas por todo el planeta. Además, las erupciones de mayor magnitud tienen efectos más duraderos porque envían partículas a la estratosfera, donde permanecen durante más tiempo. Por ejemplo, la erupción del monte Pinatubo (Filipinas) de 1991 lanzó enormes cantidades de partículas y gas a más de 20 km de altura, y todo esto rodeó el planeta durante unas tres semanas.
Aunque se podría pensar que las explosiones de lava hirviente y gas calentarían la atmósfera, la ciencia cree que sucede lo contrario. El CO2 que producen las erupciones favorece el calentamiento global, pero, si todos los volcanes de la Tierra erupcionaran a la vez, producirían 100 veces menos carbono que las actividades humanas. De hecho, su influencia sobre el clima es predominantemente refrescante. «El efecto de las grandes erupciones volcánicas sobre nuestro clima […] está causado por la emisión de partículas, principalmente ceniza fina y sulfatos, que dispersan con gran eficacia la radiación solar», dice el Dr. Arellano. «Estas partículas de aerosol de sulfato son diminutas y muy brillantes, así que reflejan parte de la luz solar de vuelta al espacio y producen un efecto de enfriamiento temporal en la superficie de la Tierra», dice la Dra. Anya Schmidt, profesora de Modelos Climáticos en la LMU de Múnich. «En las erupciones más importantes, como la del Pinatubo, el promedio de enfriamiento superficial en todo el mundo es de hasta 0,5 °C y dura unos cuantos años», añade la Dra. Schmidt.
Sin embargo, aún no conocemos los efectos de acontecimientos más recientes. «Todavía tenemos que comprobar si la erupción de 2022 en Tonga [...] tendrá un efecto evidente en el clima», comenta el Dr. Arellano.
PUBLICIDADErupciones y cambio climático
En fechas recientes, los investigadores han estado estudiando cómo podría influir el cambio climático en las erupciones, y lo han hecho examinando cómo cambiarían las cosas tanto en el suelo como en el aire.
Algunos estudios señalan que los patrones cambiantes en la circulación de la atmósfera podrían alterar el efecto de enfriamiento de las columnas volcánicas. Las investigaciones de la Universidad de Cambridge y la Met Office muestran que la influencia de un clima más cálido sería diferente dependiendo de si las erupciones son de mayor o menor magnitud. «En grandes erupciones como la de Pinatubo, que generalmente ocurren una o dos veces por siglo, el cambio climático hará que las columnas volcánicas alcancen mayor altura y que los aerosoles se propaguen más rápidamente por todo el mundo, lo que incrementará el enfriamiento alrededor de un 15 % en comparación con el clima actual», dice la Dra. Schmidt.
«Pero en las erupciones de menor tamaño como la del Nabro (Eritrea) de 2011, que suelen darse cada año, el efecto de enfriamiento superficial se reducirá aproximadamente un 75 % en un escenario de calentamiento de alta magnitud» (N.B. con muchos grados de calentamiento). Según Schmidt, se espera que crezca la tropopausa, que es la capa entre la parte baja de la atmósfera (troposfera) y la estratosfera, con lo que las columnas volcánicas necesitarán más tiempo para llegar a esta última. Como consecuencia de esto, los aerosoles de las erupciones permanecerán bajos en el aire y tendrán un impacto limitado, ya que caerán rápidamente empujados por las precipitaciones.
Los científicos también están estudiando la forma en la que el cambio climático podría influir en la frecuencia de las erupciones volcánicas. «Aquí hay una conexión interesante», dice el Dr. Arellano, «porque el calentamiento global hace que se derritan los glaciares, y muchos de ellos cubren las laderas de volcanes activos». Según el Dr. Arellano, un deshielo masivo reducirá la presión sobre la superficie de la Tierra y alterará los procesos que se dan en su corteza, lo que causaría, por ejemplo, que el magma caliente entre en contacto con los acuíferos. «Esto podría provocar actividad volcánica, ya que todo el sistema está interconectado», añade el Dr. Arellano. Sin embargo, se necesita más investigación, porque, según la Dra. Schmidt, no hay evidencia de que las erupciones se hayan vuelto más frecuentes con el deshielo de los glaciares entre 1850 y el momento actual.
Los volcanes a gran altitud también podrían verse afectados por el cambio climático si tienen capas de hielo que se están derritiendo, según dice la Dra. Tamsin Mather, profesora de Ciencias de la Tierra en la Universidad de Oxford. «Si las capas de hielo sostienen estructuras volcánicas, su desaparición podría producir inestabilidad y eventos como deslizamientos de tierra volcánicos».
La vigilancia de las emisiones volcánicas
Aunque los efectos del cambio climático sobre los volcanes siguen siendo difíciles de medir, vigilar las emisiones de las erupciones es vital para la calidad del aire, la salud pública y sectores como el de la aviación. El Servicio de Vigilancia de la Atmósfera de Copérnico (CAMS, por sus siglas en inglés) hace un seguimiento regular del movimiento y el comportamiento del dióxido de azufre procedente de las erupciones. En el caso del volcán de Cumbre Vieja, el CAMS monitorizó las columnas de SO2 que viajaban por Europa, el Atlántico y el norte de África y llegaban a la región del Caribe, donde los aerosoles de sulfato contribuyeron a empeorar la calidad del aire. El CAMS también ha vigilado las emisiones de las recientes erupciones del monte Etna (Sicilia), La Soufrière (San Vicente), Nyiragongo (República Democrática del Congo) y Raikoke (islas Kuriles).
Previsión del CAMS sobre la columna total de dióxido de azufre iniciada a las 00 UTC el 19 de octubre y válida hasta las 12 UTC. Las previsiones del CAMS se basan en observaciones satelitales de las columnas totales de SO2 (esto es, el número de moléculas de SO2 por unidad de superficie en una columna desde la superficie hasta la capa superior de la atmósfera). Crédito: Servicio de Vigilancia de la Atmósfera de Copérnico / ECMWF.
«Hay muchas formas de vigilar las emisiones de lava, gases, ceniza y aerosoles de los volcanes, pero la precisión de esto depende del tipo de emisión y sus propiedades», dice el Dr. Arellano, que ha trabajado con el CAMS para ofrecer información sobre las estimaciones de emisiones volcánicas. La teledetección en el suelo, el aire y el espacio puede cuantificar el SO2 gaseoso, los satélites pueden trazar mapas de cenizas volcánicas, mientras que los mapas terrestres y la radiación térmica se utilizan para rastrear la lava. «La mayoría de estas técnicas que se usan para vigilar las emisiones volcánicas no fueron diseñadas para ese propósito», comenta el Dr. Arellano. «Son subproductos de misiones con otros objetivos, como la vigilancia de la capa de ozono a escala mundial». La información se utiliza en muchos campos. «Los vulcanólogos quieren hacer un seguimiento de la velocidad y la magnitud de las emisiones de gases, lava y cenizas para determinar el estado físico del volcán y predecir su actividad. Un meteorólogo puede tener interés en rastrear las columnas volcánicas para entender los patrones de circulación y la interacción de los volcanes con la atmósfera», continúa el Dr. Arellano. «Un científico climático quiere saber en qué lugar, a qué altura y en qué cantidad se generan ciertas emisiones para calcular el forzamiento climático. Y a las autoridades de transporte aéreo les interesa conocer la ubicación de las columnas de ceniza volcánica para alertar a los pilotos y evitar accidentes».
Aunque el CAMS no vigila las erupciones directamente, sí que ofrece información sobre los niveles de SO2 en la atmósfera a través de observaciones por satélite casi en tiempo real, y combina esos datos con sus pronósticos globales para predecir la composición y calidad del aire durante períodos de cinco días.
Según la Dra. Schmidt, entender cómo se influyen mutuamente los volcanes y el clima sigue siendo todo un reto. «Algunos de los circuitos de retroalimentación son cada vez más obvios, pero el sistema climático es complejo, así que entender todos los circuitos potenciales es fundamental para elaborar proyecciones climáticas precisas que tengan en cuenta las erupciones volcánicas».
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