Vulcanología Traslacional

CRÉDITO: Lyn Topinka / The US Geological Survey

En marzo de 2010, el volcán Eyjafjallaj kull de Islandia cobró vida después de casi 2 siglos de latencia. A medida que van las erupciones volcánicas, esta fue bastante leve. El evento podría haber pasado desapercibido más allá de las fronteras de Islandia si Eyjafjallaj kull no comenzara, el 14 de abril, a arrojar cenizas a más de 8 kilómetros de altura. Una vez que llegó a la corriente en chorro, la nube de cenizas se extendió por gran parte de Europa, causando estragos en el tráfico aéreo durante más de un mes. En total, varios millones de viajeros fueron afectados. El costo para las empresas a nivel mundial se estimó en $ 2.2 mil millones.

Los científicos, los institutos meteorológicos y las autoridades de aviación habían reconocido durante mucho tiempo los peligros planteados por los volcanes de Islandia; El Centro Asesor de Cenizas Volcánicas de Londres (London VAAC) había estado simulando la propagación de cenizas de una hipotética erupción del volcán Katla vecino de Eyjafjallaj kull durante varios años. Eyjafjallaj kull se había mantenido bajo estrecha vigilancia científica.

Otro equilibrio difícil de alcanzar es el de mantener al público totalmente informado y arriesgarse a una interpretación errónea por parte de no expertos, lo que podría causar pánico, dice Clive Oppenheimer.

La crisis de abril de 2010 fue en parte el resultado de limitaciones en el modelo utilizado para evaluar la ubicación y la densidad de las cenizas, lo que dificultó aún más la planificación operativa durante la crisis. Y el problema también fue en parte un colapso de la comunicación entre investigadores, responsables políticos y el público con respecto a la posibilidad de una crisis volcánica, escribe Clive Oppenheimer, profesor de vulcanología y teledetección de la Universidad de Cambridge en el Reino Unido, en un comentario publicado. en The Geographical Journal . Los investigadores pueden tener los mejores sistemas de monitoreo del mundo y saber qué hará el volcán la próxima semana. Pero si [ellos] no pueden comunicar eso, el conocimiento no tiene valor '', dice Oppenheimer.

Vulcanología aplicada

Como demostró Eyjafjallaj kull, la vulcanología no es solo una materia académica. Es importante no solo para la seguridad pública, sino también para los negocios. Debido a estas preocupaciones del mundo real, algunos vulcanólogos participan en un sistema mundial de monitoreo de volcanes, haciendo la investigación necesaria para informar al público y a los gobiernos sobre eventos que podrían afectar las economías y la seguridad pública. Se podría decir que estos vulcanólogos son como meteorólogos, pero con volcanes.

Pero a menudo, sus trabajos no se detienen en alertar a las autoridades sobre posibles eventos. Muchos vulcanólogos también intentan estimar el impacto de una erupción volcánica, y algunos incluso ayudan con los esfuerzos de mitigación y recuperación.

Los vulcanólogos interesados ​​en la seguridad pública pueden y a menudo trabajan en la academia. La investigación académica construye teorías y modelos que contribuyen al monitoreo de volcanes fuera de la universidad; dicho monitoreo es coordinado por agencias gubernamentales pero facilitado en parte por la academia.

También hay oportunidades para que los investigadores académicos vean su trabajo directamente aplicado a situaciones de la vida real. Susanna Jenkins, investigadora postdoctoral en la Universidad de Bristol en el Reino Unido, trabaja en pronosticar el impacto de las crisis volcánicas. Durante sus recientes viajes de campo al volcán Mount Merapi en Indonesia, pudo ver la recuperación y rehabilitación de áreas devastadas. Oppenheimer y sus colegas son llamados durante crisis volcánicas para ayudar con la detección remota de nubes de cenizas en tierra.


CRÉDITO: Clive Oppenheimer Clive Oppenheimer en el volcán Mount Erebus en la Antártida utilizando un espectrómetro infrarrojo para medir las emisiones de gases del lago de lava del volcán.

Oportunidades similares para los vulcanólogos existen fuera de la academia. Algunos vulcanólogos trabajan en el Servicio Geológico de los Estados Unidos (USGS), que dirige el Programa de Peligros de Volcanes. Los científicos de los cinco observatorios de volcanes del programa monitorean e interpretan las señales sísmicas, la deformación del suelo a través de imágenes satelitales y los gases emitidos por los volcanes, prediciendo erupciones e impactos. Cuando es el momento adecuado, emiten advertencias a las autoridades locales de emergencia y a las poblaciones.

Kristi Wallace del USGS Alaska Volcano Observatory en Anchorage radiocarbono data de depósitos de tefra pasados, el material rocoso expulsado en una erupción para predecir lo que el volcán podría hacer en el futuro. Jacob Lowenstern, geólogo del Observatorio del Volcán Yellowstone de USGS con sede en Menlo Park, California, analiza los gases en las rocas volcánicas recientes para ayudar a predecir las erupciones volcánicas. Soplos de gas y pequeñas cantidades de roca pueden escaparse de un volcán antes de una erupción; La composición puede indicar la presencia de magma cerca de la superficie, lo que podría significar que una erupción es inminente.

La mayoría de los científicos del volcán USGS trabajan en estrecha colaboración con las autoridades locales. Lowenstern discute con los administradores de tierras, las agencias federales y los municipios "cómo nuestra ciencia puede ... ayudarlos a tomar decisiones", dice. Wallace proporciona a las agencias de salud y agua la información más reciente sobre las concentraciones de cenizas en el aire y el agua.

En el Reino Unido, los vulcanólogos trabajan en la Oficina Met (anteriormente meteorológica) con sede en Exeter, modelando la deriva de las nubes de cenizas volcánicas en la atmósfera. El vulcanólogo conocido Claire Witham trabaja para mejorar las capacidades del entorno numérico de modelado por dispersión atmosférica, la principal herramienta de modelado de la oficina. Witham tiene su sede en Exeter, pero trabaja para apoyar a la Oficina Meteorológica de Londres VAAC. Ese centro es responsable de monitorear y pronosticar la propagación de cenizas en el Reino Unido, Irlanda y el noreste del Océano Atlántico. La Oficina Meteorológica asesora a la Autoridad de Aviación Civil del Reino Unido y a los Servicios Nacionales de Tráfico Aéreo en el camino de las cenizas para que puedan tomar decisiones sobre los vuelos. Existen centros de asesoramiento sobre cenizas volcánicas en todo el mundo y generalmente emplean meteorólogos, pero los vulcanólogos con experiencia en datos satelitales y modelado de dispersión también trabajan allí. La Administración Nacional Oceánica y Atmosférica administra VAAC en los Estados Unidos.

Un puñado de gobiernos estatales de los EE. UU. También emplean científicos para centrarse en la vulcanología. Por ejemplo, la División de Encuestas Geológicas y Geofísicas, parte del Departamento de Recursos Naturales de Alaska, tiene una sección de vulcanología que "se enfoca en los procesos y peligros asociados con los más de 50 volcanes activos de Alaska", según el sitio web de la oficina. La oficina emplea a tres geólogos y un analista programador.

Los museos de investigación son otro lugar donde los científicos pueden trabajar en la interfaz de la vulcanología y la sociedad. El Programa de Vulcanismo Global (GVP) de la Institución Smithsonian, con sede en Washington, DC, documenta la historia y los informes recientes de actividad volcánica en todo el mundo y pone esa información a disposición de las autoridades civiles y el público. "Tratamos de cuantificarlos y parametrizarlos en un formato de base de datos", dice la directora de GVP, Elizabeth Cottrell, y agrega que le gusta participar en un trabajo que afectará a muchas personas.

Algunos vulcanólogos trabajan solos como consultores. John P. Lockwood, quien tiene un doctorado en geología. de la Universidad de Princeton, tiene su sede en la ciudad de la selva tropical de Volcano, Hawai. Además de su trabajo de consultoría de geohazards, Lockwood ha servido como asesor para películas y programas de televisión, incluido el éxito de taquilla Dante's Peak . La empresa de consultoría con sede en Nueva Zelanda, GNS Science, monitorea y modela volcanes activos en Nueva Zelanda y brinda asesoramiento sobre estrategias para mitigar el daño. Risk Management Solutions, con sede en Silicon Valley y Londres, también se centra en los peligros naturales y puede cubrir volcanes en el futuro.

Donde sea que trabaje, vincular la vida real con los resultados de la investigación no es fácil. Todavía hay una brecha entre las predicciones basadas en modelos y las decisiones sobre, por ejemplo, cuándo evacuar una ciudad. "Obtener un mejor modelado y una mejor evidencia de las redes de instrumentos es fundamental", dice Oppenheimer. Otro equilibrio difícil de lograr es mantener al público totalmente informado y arriesgarse a malas interpretaciones por parte de no expertos, lo que podría causar pánico, agrega.

Formación

La vulcanología implica principalmente la aplicación de principios matemáticos, físicos y químicos a las preguntas geológicas. Eso hace que los estudios universitarios en física, química, matemáticas y ciencias de la computación sean tan valiosos como las ciencias de la Tierra y la geología, dicen Witham y Oppenheimer.

Diferentes caminos ofrecen diferentes ventajas. "Un geólogo con experiencia en petrología ígnea", el estudio de rocas formadas a partir de magma solidificado, "podrá interpretar mucho más de una roca que un físico. Pero un físico con una sólida formación en dinámica de fluidos puede decir más sobre los procesos de flujo que formaron la roca, dice el vulcanólogo del Museo de Historia Natural de la Institución Smithsonian, Ben Andrews, con sede en Washington, DC Si bien ayuda a especializarse en un campo, los vulcanólogos deben ser multidisciplinarios, capaces, y dispuesto a adquirir conocimientos y habilidades a través de las fronteras.


CRÉDITO: Kristi Wallace Kristi Wallace muestreando la reciente caída de cenizas en el flanco oeste del volcán Redoubt en Alaska.

Las habilidades geológicas importantes incluyen la petrología (para comprender la profundidad a la que los cristales comienzan a formarse en el magma, cambiando sus propiedades de flujo), la mineralogía óptica (para determinar la composición de secciones delgadas de roca) y la sedimentología (para comprender los depósitos históricos de los volcanes). El mapeo geológico tradicional también es importante en trabajos como el seguimiento de Wallace de los flujos de cenizas en áreas remotas de Alaska.

En física, la dinámica de fluidos es un tema particularmente importante porque se necesita para modelar la dinámica del magma, que se trata "de fluidos multifásicos que se mueven a través de la corteza", dice Oppenheimer. Los modeladores de magma pueden aprovechar la geoquímica si quieren estudiar los gases que se resuelven. del magma cuando se acerca a la presión superficial.

La física óptica y las técnicas de teledetección son valiosas. La detección remota basada en tierra a través de la espectroscopía ultravioleta e infrarroja se usa para medir la composición de una columna volcánica, la columna de ceniza volcánica caliente, gas y roca emitida cuando el volcán hace erupción. La teledetección satelital se usa para monitorear la actividad volcánica en áreas aisladas, rastrear nubes de cenizas y detectar temperaturas en la superficie.

Fuertes habilidades computacionales y numéricas son necesarias. Andrews recomienda conocer los lenguajes de programación MATLAB, Fortran y C, en particular.

Quizás la habilidad más importante para aquellos que desean que su investigación sea relevante para la vida de las personas es la capacidad de mantenerse enfocado en el trabajo aplicable. Podrías desarrollar un modelo increíble de movimiento de magma, pero si lleva meses ejecutarlo, será difícil que otra organización lo use, dice Witham.

Finalmente, la capacidad de destilar observaciones detalladas en material que sea útil para las agencias federales y los equipos de gestión de riesgos a menudo se adquiere con la experiencia. Wallace aconseja a los jóvenes vulcanólogos que se ofrezcan como voluntarios y realicen trabajos de agencia durante sus doctorados.

Como en la mayoría de los otros campos de investigación, los trabajos de vulcanología son escasos. Pero para aquellos apasionados por los volcanes, una vez que se encuentra un trabajo, la satisfacción y la emoción son difíciles de igualar. Los volcanes “cambian de año en año, y minuto a minuto, creando un ambiente dinámico que no está disponible en la mayoría de las investigaciones geológicas. Y maldita sea si no son hermosos para mirar y emocionantes para moverse ", dice Lowenstern.

Jenkins agrega que hacer trabajo de campo en áreas donde el dinero es escaso pero el riesgo volcánico es alto le ayuda a recordar "por qué hacemos esta investigación: para salvar vidas y prevenir desastres".

ENLACES ÚTILES

-La Asociación Internacional de Vulcanología y Química del Interior de la Tierra.

-La Red Internacional de Peligros Volcánicos para la Salud

-El Centro de Intercambio e Investigación en Vulcanología de la Universidad de Colima en México, que facilita las visitas para los estudiantes que desean tener una experiencia práctica trabajando en un volcán activo

-El Grupo de Vulcanología de la Universidad de Cambridge.

-La Escuela de Geociencias de la Universidad de Edimburgo en el Reino Unido

-El Grupo de Investigación en Vulcanología de la Universidad de Lancaster en el Reino Unido.

-El Departamento de Ciencias Geológicas de la Universidad de Oregon, Eugene.

-La página de volcanes de la Universidad Tecnológica de Michigan

-El Centro de Hawaii de Vulcanología en Honolulu

-La Universidad de Alaska, Instituto Geofísico de Fairbanks

-El Centro Nórdico de Vulcanología en Reykjavik

-Institut de Physique du Globe de Paris en Francia

-El Fondo de Investigación AXA, que apoya la investigación para la prevención de riesgos ambientales, de vida y socioeconómicos.

-El Programa Global de Vulcanismo del Smithsonian

-El Programa de Peligros de Volcanes del Servicio Geológico de EE. UU. Ofrece enlaces a observatorios de volcanes y anuncios de trabajo del USGS

-La publicación Eos de la Unión Geofísica Americana y la lista de oportunidades del Centro de Carreras

-Una conferencia llamada Ciudades en los volcanes, que reunió a investigadores, funcionarios de gestión de emergencias y el público que se realizará en Colima, México, el 19 y el 23 de noviembre de 2012.