¿Fallas geológicas deteniendo el ascenso del magma?

Se sabe que las grandes fallas geológicas pueden guiar el ascenso del magma. ¿Pero también pueden detenerlo? En un nuevo estudio, se ha comprobado hasta qué punto esta segunda conducta es habitual en dichas fallas.

El estudio es obra de un equipo encabezado por Stephen Hicks, del University College de Londres (UCL) en el Reino Unido, y coliderado por el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) en España.

Los resultados de esta investigación indican que ciertamente las grandes fallas geológicas desempeñan un doble papel. Son capaces tanto de guiar el ascenso del magma como de detenerlo. El hallazgo se ha hecho gracias sobre todo al análisis de un intenso episodio de actividad volcánico-tectónica en la isla de Sao Jorge, en las Azores, en marzo de 2022, donde se registraron miles de terremotos, pero que no terminó en una erupción. Los resultados de este descubrimiento aportan un nuevo marco conceptual para mejorar la predicción de riesgos volcánicos.

El equipo científico reconstruyó minuciosamente el movimiento del magma bajo la isla y, para ello, empleó datos de deformación del terreno procedentes de observaciones por radar efectuadas desde satélites y también datos obtenidos de estaciones GPS, junto con información muy precisa sobre ubicaciones de terremotos, obtenida mediante una red densa de sismómetros terrestres y de fondo oceánico. Al analizar todo esto, descubrieron que el magma ascendió de forma prácticamente vertical a través de un conducto plano con forma casi rectangular conocido como dique, y lo hizo rápidamente desde más de 20 kilómetros de profundidad hasta tan solo 1,6 kilómetros bajo la isla, donde se detuvo. Gran parte de este ascenso ocurrió de forma “silenciosa”, con muy poca actividad sísmica y, una vez el magma dejó de ascender, se produjeron la mayoría de los terremotos sentidos por la población.

“Se trató de una intrusión sigilosa”, afirma Stephen Hicks. “El magma se movió rápidamente a través de la corteza, pero gran parte de su trayectoria fue silenciosa, lo que dificultó en ese momento predecir si se produciría o no una erupción”.

Las observaciones por satélite y su modelado, realizado por el CSIC, mostraron que la superficie del volcán se elevó 6 centímetros, lo que confirma que el magma había penetrado en la corteza superior. Sin embargo, la intrusión se detuvo antes de alcanzar la superficie, dando lugar a lo que se denomina una “erupción fallida”. Así, este tipo de intrusiones contribuye al crecimiento de las islas y este estudio ha mostrado cómo ocurre este proceso.

Una particularidad del ascenso del magma es que lo hizo a través de uno de sus principales sistemas de fallas de la isla, la del Pico do Carvao. Estudios geológicos previos indicaban que esta falla ha generado grandes terremotos en el pasado. Sin embargo, en vez de producir un gran terremoto, la actividad magmática generó numerosos pequeños terremotos agrupados a lo largo de esta falla.

Imagen aérea de la falla de Pico do Carvao (Azores), estudiado en el trabajo. (Foto: Ricardo Ramalho (Univ. Cardiff, Reino Unido))

Papel dual de las grandes fallas

El equipo interpreta que las fallas pueden guiar el magma hacia arriba, pero también permitir que gases y fluidos volátiles escapen del magma lateralmente a lo largo de la falla, lo que en el caso examinado resultó en una reducción de la presión del magma y contribuyó a detener su ascenso. Como explica Pablo J. González, coautor del estudio e investigador del CSIC en el Instituto de Productos Naturales y Agrobiología en Tenerife, “la falla actuó tanto como una autopista como una fuga o, en otras palabras, ayudó al magma a ascender, pero también pudo evitar la erupción”.

Los resultados de este estudio muestran que las intrusiones magmáticas pueden ocurrir rápidamente y con señales precursoras mínimas y que las grandes fallas geológicas son capaces de influir en si el magma llega a erupcionar o se queda atrapado bajo tierra. “Hay que recordar que no existen grandes fallas, como las de Azores, en todas las zonas volcánicas del planeta, pero gran parte de este descubrimiento es transferible a otros volcanes, incluidos los de las islas Canarias”, añade González.

En este sentido, Ricardo Ramalho, de la Universidad de Cardiff en el Reino Unido y coautor del estudio, señala que “el estudio sirvió de apoyo a las autoridades locales en la evaluación de una posible amenaza volcánica, destacando ello el valor de combinar datos geofísicos terrestres y marinos para una detección y localización precisas de eventos sísmicos y deformaciones del terreno”.

Esta investigación es un buen ejemplo de lo que una colaboración científica internacional puede lograr: el estudio lo firma personal investigador de quince instituciones del Reino Unido, España y Portugal. Junto con el UCL y el CSIC, en la lista también figuran las universidades de Cardiff, Manchester, Lisboa, Évora, Beira Interior y el Algarve, el Centro Internacional de Investigación del Atlántico (AIR), el Instituto Politécnico de Lisboa, el Centro de Información y Vigilancia Sismovolcánica de las Azores (CIVISA), el Instituto Portugués del Mar y de la Atmósfera (IPMA), y el Laboratorio Colaborativo de Geociencias (C4G).

El estudio se titula “Fault-mediated magma propagation and triggered seismicity revealed by the 2022 São Jorge Azores unrest”. Y se ha publicado en la revista académica Nature Communications. (Fuente: IPMA / CSIC)