Un consorcio multidisciplinar de investigadores, a la vanguardia en los estudios de vulcanología

La Universidad de Salamanca se sitúa a la vanguardia en los estudios de vulcanología a nivel internacional gracias a las investigaciones sobre las vesículas y el comportamiento de los gases y los fluidos que se producen en el interior de los volcanes, hasta 20 km. de profundidad.

La iniciativa está siendo desarrollada principalmente por un consorcio de científicos del Departamento de Geología, en colaboración con la plataforma de apoyo a la investigación de la Usal, Nucleus.

 

Se trata de una nueva línea de investigación, multidisciplinar, que liga la vulcanología, la petrología, los modelos numéricos, la experimentación y el uso de técnicas de microtomografía. El trabajo ha sido presentado por el responsable principal del proyecto e investigador Ramón y Cajal del Departamento de Geología de la Usal, Antonio M. Álvarez Valero, durante la celebración del congreso de vulcanología más relevante a nivel mundial celebrado en Kagoshima, Japón, del 20 al 24 de julio.

 

Álvarez Valero explica que “la interacción entre el magma y la corteza junto a la evolución de los gases en profundidad, podría acercarnos al conocimiento de cómo funciona un volcán antes de que la erupción ya sea inevitable”. Esto posibilitaría la “apertura de nuevas vías de estudio para el desarrollo de modelos de predicción del comportamiento de los volcanes y su actividad, con el objetivo de que el hombre consiga anticiparse a ellos, especialmente en las llamadas ciudades-volcán”, señala el científico al área de Comunicación del Rectorado de la Universidad de Salamanca.

 

En la actualidad, a diferencia del trabajo de la Universidad de Salamanca, la mayoría de los estudios en vulcanología se basan fundamentalmente en los procesos que ocurren en la chimenea volcánica, es decir, a profundidades de hasta 2 km. y una vez que éste ya ha entrado en su fase de erupción.

 

Por el contrario, los investigadores de la institución académica salmantina recogen las muestras de lava (en profundidades de hasta 20 km.) y estudian el comportamiento de los gases por medio de técnicas de microtomografía que les permiten ver cómo evolucionan las vesículas que se forman en las rocas volcánicas a partir de distintos parámetros físicos, de su geometría y de su composición química. Los científicos repiten el mismo estudio en muestras provenientes de rocas de la corteza y que no se han fundido completamente lo que les posibilita ver la evolución de las vesículas en las rocas de mayor a menor profundidad, antes de alcanzar la chimenea volcánica, la zona en la que la erupción ya está en marcha.

 

Juan Gómez-Barreiro, también investigador contratado Ramón y Cajal del Departamento de Geología de la Universidad de Salamanca, es el experto del equipo especializado en la aplicación del procesado de imágenes obtenidas mediante las técnicas de microtomografía. El científico, que mantiene colaboraciones activas en EE.UU en investigaciones punteras que requieren del uso de estas técnicas, analiza y caracteriza la disposición de los elementos del interior de la roca, incidiendo en el contraste existente entre la roca sólida y la vesícula, que refleja cómo evoluciona en su interior.

 

Gómez-Barreiro destaca la especial dificultad que entraña la caracterización de rocas mediante la aplicación de estas técnicas básicamente médicas, aunque gracias a la tecnología se haya podido desarrollar instrumental adaptado a las Ciencias de la Tierra. Y señala que su uso “a pesar de tener ya un recorrido previo, sobre todo en estudios petrolíferos, es relativamente novedoso en vulcanología y lo es más aún con el aparato utilizado en nuestra investigación, que es esencialmente biomédico”. Por todo ello “requiere un trabajo muy especializado que se ve facilitado con la colaboración interdisciplinar de los distintos grupos de investigación de la Universidad que trabajamos en él, lo que nos permite optimizar todos los recursos disponibles”, concluye el investigador.

 

La plataforma de apoyo a la investigación de la Universidad de Salamanca, Nucleus,  colabora en el trabajo a través de su Servicio de Isótopos Radiactivos y Radioprotección, concretamente, con la labor desempeñada por Javier Borrajo, profesor del Departamento de Física, Ingeniería y Radiología Médica de la Usal. Borrajo es el responsable en el laboratorio del Servicio del uso y manejo del PET (tomografía por exposición de positrones) y del TAC (tomografía axial computerizada), siendo, concretamente, este último el empleado en la investigación para obtener esas imágenes en 3-D que les permiten abordar de manera integral el estudio de las vesículas de gas en el interior de la roca.

 

El profesor, acostumbrado a las aplicaciones del TAC en estudios puramente biomédicos y sobre todo con ratón vivo, se muestra altamente sorprendido y satisfecho con los resultados obtenidos “imágenes que son perfectamente aptas para el estudio que requieren, sobre todo para la cuantificación de las muestras”, indica.

 

En definitiva, Álvarez Valero resume la iniciativa llevada a cabo por estos científicos de la Usal como la suma “del estudio de la evolución de los gases magmáticos a través de las vesículas, combinado con la modelización de dinámica de fluidos, pero incluyendo en las ecuaciones de los modelos y experimentos el mayor número de parámetros obtenidos de lo que las rocas (la Naturaleza) nos dicen, para minimizar el número de supuestos. Así intentaremos avanzar en el conocimiento de cómo funciona el fundido en profundidad, y el porqué unas veces el magma asciende, hasta la erupción volcánica, mientras otras se queda en profundidad”, explica el investigador.

 

Afloramientos volcánicos de El Hoyazo (Almería)

 

Los científicos de la Universidad de Salamanca trabajan en los afloramientos volcánicos calcoalcalinos ubicados desde El Hoyazo (Níjar, Almería) hasta el Mar Menor, volcanes fósiles ácidos-intermedios (alto contenido en sílice y por tanto de viscosidad alta) que proveen muestras idóneas para la realización del estudio ya que ofrecen una “fotografía” del proceso de fusión cortical en profundidad para su comparación con los datos de modelización y experimentación.

 

Los volcanes ácidos no generan erupciones fluidas como en volcanes de Hawái o Japón debido a su alta viscosidad, lo que confiere a su comportamiento mayor peligrosidad en el marco de las implicaciones desde un punto de vista social.

 

Plataforma de Apoyo a la Investigación de la Universidad de Salamanca – Nucleus

 

La Plataforma de Apoyo a la Investigación de la Universidad de Salamanca reúne un total de 20 Servicios dotados de personal altamente especializado y equipados con la última tecnología. La Plataforma concentra a un grupo de expertos en torno al objetivo común de convertirse en un portal de referencia para el entorno socio económico y educativo desde el que ciudadanos, empresas y centros de I+D puedan acceder a los recursos de alto valor añadido con los que cuenta la institución académica, plantear demandas o establecer colaboraciones.

 

La investigación que se lleva a cabo en NUCLEUS se caracteriza por su multidisciplinariedad y porque abarca un amplio abanico de áreas de investigación en ciencias experimentales. Esta actividad se desarrolla en los Servicios como fruto de la colaboración entre ambos polos, el público y el privado.

 

Colaboraciones en la investigación

 

La investigación de la Universidad de Salamanca ha sido financiada por la Fundación Samuel Solórzano (Usal) y el Programa de Investigación Ramón y Cajal del Gobierno de España, además cuenta con la colaboración del Hospital Clínico Universitario de Salamanca, la Universidad de Castilla-La Mancha y el Naturalis Biodiversity Center (Holanda). La presentación de estos resultados preliminares en el congreso internacional IAVCEI, celebrado en Kagoshima, ha permitido el nacimiento de nuevas colaboraciones internacionales con la Usal (Universidades de Japón, Europa y EE.UU) para continuar con la consecución de nuevos objetivos dentro de esta nueva línea de investigación.