Un riesgo volcánico es la probabilidad de que ocurra una erupción volcánica o un evento geofísico relacionado en un área geográfica determinada y dentro de un período de tiempo específico. El riesgo que puede asociarse con un riesgo volcánico depende de la proximidad y vulnerabilidad de un activo o de una población cercana a un lugar donde podría ocurrir un evento volcánico.
Las diferentes formas de lava efusiva pueden presentar diferentes peligros . La lava Pahoehoe es suave y viscosa, mientras que la lava Aa es en forma de bloques y dura. Los flujos de lava normalmente siguen la topografía, hundiéndose en depresiones y valles y fluyendo hacia abajo del volcán. Los flujos de lava enterrarán caminos, tierras de cultivo y otras formas de propiedad personal. [1] Esta lava podría destruir casas, automóviles y vidas que se interpongan en su camino. [2] Los flujos de lava son peligrosos, sin embargo, se mueven lentamente y esto les da tiempo a las personas para responder y evacuar las áreas inmediatas. Las personas pueden mitigar este peligro al no mudarse a valles o áreas deprimidas alrededor de un volcán. [3]
Tefra es una palabra generalizada para los diversos fragmentos de escombros lanzados desde un volcán durante una erupción, independientemente de su tamaño. [4] Los materiales piroclásticos generalmente se clasifican según el tamaño: el polvo mide <1/8 mm, la ceniza es de 1/8–2 mm, las cenizas son de 2–64 mm, y las bombas y bloques son ambos >64 mm. [5] Diferentes peligros están asociados con los diferentes tipos de materiales piroclásticos. El polvo y la ceniza pueden cubrir automóviles y casas, haciendo que un automóvil no pueda conducirse debido a la acumulación de polvo en el motor. También pueden acumularse en las casas y agregar peso a los techos, causando que una casa se derrumbe. Además, la ceniza y el polvo inhalados pueden causar problemas respiratorios a largo plazo en las personas que inhalan las partículas. [6] Las cenizas son piezas en llamas de material volcánico expulsado que pueden incendiar casas y áreas boscosas. Las bombas y los bloques corren el riesgo de golpear varios objetos y personas dentro del alcance del volcán. Los proyectiles pueden ser lanzados a miles de pies de altura y pueden encontrarse a varios kilómetros del punto de erupción inicial. [7]
Un flujo piroclástico es una masa de aire y tefra extremadamente caliente (~1000 °C) que se mueve rápidamente (hasta 700 km/h) y se precipita por las laderas de un volcán durante una erupción explosiva .
Las cenizas que se lanzan al aire durante las erupciones pueden representar un peligro para las aeronaves, especialmente para los aviones a reacción, en los que las partículas pueden fundirse debido a la alta temperatura de funcionamiento; las partículas fundidas se adhieren a las palas de la turbina y alteran su forma, lo que altera el funcionamiento de la turbina. Los encuentros peligrosos que se produjeron en 1982 tras la erupción del volcán Galunggung en Indonesia y en 1989 tras la erupción del monte Redoubt en Alaska aumentaron la conciencia sobre este fenómeno. La Organización de Aviación Civil Internacional estableció nueve Centros de Aviso de Cenizas Volcánicas para vigilar las nubes de cenizas y asesorar a los pilotos en consecuencia. Las erupciones del volcán Eyjafjallajökull en 2010 provocaron importantes trastornos en los viajes aéreos en Europa. [8] [9] [10]
Cuando los materiales piroclásticos se mezclan con el agua de un arroyo o río cercano , pueden convertir el curso de agua en flujos de lodo de rápido movimiento . Estos se llaman lahares ; [11] cuando el lahar contiene material grande como bloques de roca y árboles, es un flujo de escombros volcánicos . [12] Los lahares pueden formarse directamente a partir de un flujo de material piroclástico que fluye hacia un río, o posiblemente podrían formarse después de la erupción principal. Estos últimos se conocen como lahares secundarios y se forman cuando la lluvia humedece las cenizas y los escombros que ya están en un paisaje y se adhieren, rodando a lo largo de la topografía. Se estima que solo se necesita un 30% de agua [ aclaración necesaria ] para iniciar la ceniza en un lahar. [13] Cuanto más espeso y/o más rápido se mueva un lahar, mayor será el potencial de destruir cosas en su camino, lo que lo hace más peligroso que un lahar más lento y/o más diluido. Los lahares y los flujos de lodo pueden dañar edificios, vida silvestre y automóviles y puede resultar difícil escapar una vez atrapado en ellos. Los lahares pueden cubrir objetos, arrastrarlos y derribarlos con su fuerza. Los lahares, los flujos de escombros y los flujos de lodo que se desplazan hacia un río o arroyo tienen el potencial de congestionar el curso del agua, obligando al agua a fluir hacia afuera y causando una inundación. La materia volcánica también podría contaminar el agua, haciéndola insegura para beber. [ cita requerida ]
Los escombros expulsados del volcán se suman a los lados de la pendiente con cada erupción, haciendo que los lados sean cada vez más empinados. Finalmente, la pendiente se vuelve tan empinada que se derrumba y se produce una avalancha. [14] Estas avalanchas transportan material y escombros a distancias muy largas en intervalos muy cortos. Esto hace que un sistema de alerta sea casi imposible porque el derrumbe de la pendiente puede ocurrir en cualquier momento. La avalancha destruirá todo lo que se encuentre en su camino, incluyendo bienes personales, casas, edificios, vehículos y posiblemente incluso la vida silvestre. Si el impacto de los materiales en la avalancha no destruye a la persona u objeto en el primer contacto, podría causar daños debido al peso del material prolongado sobre los objetos. [15]
Las grandes erupciones volcánicas explosivas inyectan vapor de agua (H 2 O), dióxido de carbono (CO 2 ), dióxido de azufre (SO 2 ), cloruro de hidrógeno (HCl), fluoruro de hidrógeno (HF) y cenizas (roca pulverizada y piedra pómez ) en la estratosfera a alturas de 16 a 32 kilómetros (9,9 a 19,9 mi) sobre la superficie de la Tierra. Los impactos más significativos de estas inyecciones provienen de la conversión de dióxido de azufre en ácido sulfúrico (H 2 SO 4 ), que se condensa rápidamente en la estratosfera para formar aerosoles finos de sulfato . Las emisiones de SO 2 por sí solas de dos erupciones diferentes son suficientes para comparar su posible impacto climático. [16] Los aerosoles aumentan el albedo de la Tierra (su reflejo de la radiación del Sol de regreso al espacio) y, por lo tanto, enfrían la atmósfera inferior o troposfera de la Tierra; sin embargo, también absorben el calor irradiado desde la Tierra, calentando así la estratosfera . Varias erupciones ocurridas durante el siglo pasado han causado una disminución de la temperatura media en la superficie de la Tierra de hasta medio grado (escala Fahrenheit) durante períodos de uno a tres años; el dióxido de azufre de la erupción del Huaynaputina probablemente causó la hambruna rusa de 1601-1603 . [17]
Los aerosoles de sulfato promueven reacciones químicas complejas en sus superficies que alteran las especies químicas de cloro y nitrógeno en la estratosfera. Este efecto, junto con el aumento de los niveles de cloro estratosférico debido a la contaminación por clorofluorocarbonos , genera monóxido de cloro (ClO), que destruye el ozono (O 3 ). A medida que los aerosoles crecen y se coagulan, se depositan en la troposfera superior, donde sirven como núcleos para las nubes cirros y modifican aún más el balance de radiación de la Tierra . La mayor parte del cloruro de hidrógeno (HCl) y el fluoruro de hidrógeno (HF) se disuelven en gotas de agua en la nube de erupción y caen rápidamente al suelo en forma de lluvia ácida . La ceniza inyectada también cae rápidamente desde la estratosfera; la mayor parte se elimina en varios días o unas pocas semanas. Finalmente, las erupciones volcánicas explosivas liberan el gas de efecto invernadero dióxido de carbono y, por lo tanto, proporcionan una fuente profunda de carbono para los ciclos biogeoquímicos. [18]
Las emisiones de gases de los volcanes son un contribuyente natural a la lluvia ácida. La actividad volcánica libera alrededor de 130 a 230 teragramos (145 millones a 255 millones de toneladas cortas ) de dióxido de carbono cada año. [19] Las erupciones volcánicas pueden inyectar aerosoles en la atmósfera de la Tierra . Las inyecciones grandes pueden causar efectos visuales como puestas de sol inusualmente coloridas y afectar el clima global principalmente al enfriarlo. Las erupciones volcánicas también brindan el beneficio de agregar nutrientes al suelo a través del proceso de meteorización de las rocas volcánicas. Estos suelos fértiles ayudan al crecimiento de plantas y varios cultivos. Las erupciones volcánicas también pueden crear nuevas islas, ya que el magma se enfría y se solidifica al entrar en contacto con el agua. [ cita requerida ]
Los terremotos pueden ocurrir debido a la actividad volcánica. Estos terremotos pueden producir deformaciones topográficas y/o destrucción de edificios, casas, automóviles, etc. Pueden ocurrir dos tipos diferentes de terremotos: terremotos volcanotectónicos y terremotos de largo período. "Los terremotos producidos por cambios de tensión en la roca sólida debido a la inyección o retirada de magma (roca fundida) se denominan terremotos volcanotectónicos". [20] Estos son peligrosos debido a la posibilidad de grietas en el suelo o fallas de pendiente, destruyendo así todo lo que se encuentra en su camino. [20] Los terremotos de largo período, que ocurren cuando el magma se ve forzado repentinamente a entrar en las rocas circundantes, generalmente se consideran un precursor de la erupción real. [20]
Se cree que hace unos 70.000 años se produjo un invierno volcánico tras la supererupción del lago Toba en la isla de Sumatra, en Indonesia. [21] Según la teoría de la catástrofe de Toba , a la que se adhieren algunos antropólogos y arqueólogos, tuvo consecuencias globales, [22] matando a la mayoría de los seres humanos vivos en ese momento y creando un cuello de botella poblacional que afectó a la herencia genética de todos los seres humanos actuales. [23]
Se ha sugerido que la actividad volcánica causó o contribuyó a las extinciones masivas del final del Ordovícico , el Pérmico-Triásico , el Devónico tardío y posiblemente otras. El evento eruptivo masivo que formó las Trampas Siberianas , uno de los eventos volcánicos más grandes conocidos de los últimos 500 millones de años de la historia geológica de la Tierra , continuó durante un millón de años y se considera que es la causa probable de la " Gran Mortandad " hace unos 250 millones de años, [24] que se estima que mató al 90% de las especies existentes en ese momento. [25]
La erupción del monte Tambora en 1815 creó anomalías climáticas globales que se conocieron como el " año sin verano " debido a su efecto sobre el clima de América del Norte y Europa. [26] Las cosechas agrícolas fracasaron y el ganado murió en gran parte del hemisferio norte, lo que resultó en una de las peores hambrunas del siglo XIX. [27]
El gélido invierno de 1740-1741, que provocó una hambruna generalizada en el norte de Europa, también puede tener su origen en una erupción volcánica. [28]
Según John Ewert y Ed Miller en una publicación de 1995, "una gran mayoría de los volcanes potencialmente activos del mundo no están monitoreados". De los volcanes históricamente activos del mundo, menos de una cuarta parte están monitoreados. Sólo veinticuatro volcanes en todo el mundo son monitoreados minuciosamente para determinar su actividad. También afirman que "el setenta y cinco por ciento de las mayores erupciones explosivas desde 1800 ocurrieron en volcanes que no habían tenido erupciones históricas previas". [29]
Al monitorear la actividad sísmica y geológica, el USGS puede advertir a las personas con anticipación sobre un peligro inminente. Estos vulcanólogos miden el tamaño de una erupción de dos maneras: la magnitud de la erupción (por el volumen o masa de magma erupcionado) y la intensidad de la erupción (por la velocidad del magma erupcionado). [30] Varias formas de satélites e imágenes, como las imágenes satelitales InSAR, monitorean la actividad que no está expuesta al ojo desnudo. [31]
Los drones en combinación con sensores de gas livianos se vuelven cada vez más populares en el monitoreo volcánico, ya que el uso de drones permite al investigador aumentar la distancia al respiradero volcánico y, por lo tanto, reducir el riesgo asociado con el muestreo de gas directamente en el cráter. La miniaturización de dichos sistemas ofrece la posibilidad de aumentar la frecuencia de medición al reducir el peso y el costo y, por lo tanto, mejorar el monitoreo. Los gases medidos comúnmente son CO 2 y SO 2 que permiten detectar cambios futuros en la actividad volcánica, como ya se mostró, por ejemplo, en Etna , Italia. [32]
Sin embargo, la situación ha cambiado un poco con el Decenio Internacional para la Reducción de los Desastres Naturales [33] y la estrategia de Yokohama desde 1994. [34] El informe de la Evaluación Global de Riesgos (GAR) es una revisión y análisis bienal de los peligros naturales publicado por la Oficina de las Naciones Unidas para la Reducción del Riesgo de Desastres (UNISDR). El informe implementa el Marco de Acción de Hyogo de las Naciones Unidas. [35]
Zadeh et al. (2014) ofrecen una visión general de los riesgos y las implicaciones sociales de los peligros naturales extremos y una evaluación del riesgo global de los volcanes y contienen un llamamiento a la fundación de una organización vulcanológica mundial comparable a la OMM. [36] La UE ha iniciado recientemente importantes programas de investigación que abordan la evaluación de riesgos; compárese:
El Servicio Geológico Británico tiene varios programas de vulcanología en curso. [40]
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