El Tajogaite muestra cómo los rayos volcánicos pueden ayudar a monitorizar una erupción

Los rayos volcánicos pueden proporcionar información sobre una erupción, sus parámetros de origen y la dirección de la nube de cenizas, como ha demostrado el análisis de las señales eléctricas generadas por el Tajogaite en La Palma durante 2021, que han proporcionado un conjunto de datos “único”.

El estudio ha sido realizado por científicos del Instituto Volcanológico de Canarias (Involcan), el Instituto Tecnológico y de Energías Renovables (ITER), la Universidad Ludwig-Maximilians de Múnich (Alemania), la empresa Bristol Industrial and Research Associates (Biral) y la Universidad de Bath (Reino Unido).

De acuerdo con sus conclusiones, la erupción del Tajogaite proporcionó una gran oportunidad para monitorear en modo continuo las variaciones en la actividad eléctrica durante varias semanas usando un detector electrostático de rayos.

Este trabajo demuestra que, durante la erupción, la carga eléctrica de la partículas de silicato es el principal mecanismo de electrificación y sus autores han detectado que el tipo de actividad eléctrica está estrechamente vinculada con el estilo de una erupción explosiva.

Sin embargo, todavía se sabe poco acerca de la influencia de los estilos eruptivos cambiantes en la generación de cargas y descargas eléctricas dentro del penacho volcánico.

De hecho, apuntan, las fluctuaciones en las tasa de descargas eléctricas son probablemente controladas por las variaciones en la tasa de erupción o cambios en el estilo de la erupción.

Estos resultados, afirman los científicos, son muy prometedores para la obtención de información en tiempo casi real sobre la evolución dinámica de la actividad volcánica explosiva mediante la monitorización electrostática.

La erupción de Tajogaite (del 19 de septiembre al 13 de diciembre de 2021) permitió vincular las variaciones en la actividad eléctrica con los cambios en la actividad explosiva durante una erupción prolongada y estos hallazgos, apuntan los investigadores, podrían ayudar a otros parámetros geofísicos en la clasificación de los diferentes estilos de erupción explosiva, lo que “fue particularmente desafiante para esta erupción debido a las rápidas transiciones de una actividad a otra”.

Al respecto, precisan que los rayos volcánicos se observan con frecuencia durante erupciones explosivas ricas en cenizas, lo que se interpreta como resultado de la electrificación y la separación de carga en la columna de erupción.

Esta erupción brindó la oportunidad de detectar continuamente la actividad eléctrica a lo largo de los estilos e intensidades de erupción en transición, que variarían en el orden de horas a días.

Con el objetivo de vincular diferentes señales eléctricas a la actividad explosiva variable, se combinaron datos electrostáticos de un detector de tormentas eléctricas Biral con videografía térmica, imágenes visuales, mediciones atmosféricas estándar y mediciones de temblores volcánicos.

Se generaron descargas eléctricas casi de manera continua durante todo el tiempo de monitoreo y la carga de partículas de silicato fue el principal impulsor de la electrificación de la columna durante esta erupción.

Además, los científicos hallaron que las transiciones en la actividad explosiva, a veces acompañadas por cambios repentinos en la amplitud del temblor sísmico, se pueden distinguir en función de cambios claros en la firma eléctrica.

Se detectaron descargas eléctricas casi continuamente, lo que indica que la erupción fue muy activa eléctricamente y, en general, no hay una correlación clara entre la altura de la columna, la tasa de descarga eléctrica y el voltaje promedio y máximo medido por la antena primaria.

En el estudio se precisa que entre el 1 y el 3 de diciembre se registró un fuerte aumento en la tasa de descarga eléctrica mientras que la altura de la columna de erupción disminuyó más de 1,5 kilómetros, lo que indica una anticorrelación.

Asimismo se registró una tasa de descarga eléctrica aproximadamente 5.000 descargas por hora en varias ocasiones durante el tiempo de monitoreo.

Estas tasas de descarga se detectaron durante diferentes estilos de erupción, incluyendo fuertes emisiones de ceniza, fuentes de lava ricas en cenizas e intensa actividad estromboliana, como se observó tanto durante una campaña de campo a principios de noviembre de 2021 como a través de videos publicados por Involcan.

Durante el transcurso de la erupción se detectaron asimismo diversas señales eléctricas que cambiaban con frecuencia y, en general, se observaron seis tipos principales de señales eléctricas.

Precisan los investigadores que la aparición de rayos volcánicos es un indicador de actividad volcánica explosiva que no requiere la necesidad de visibilidad en el cráter y, por lo tanto, la inclusión de detectores eléctricos en las redes de monitoreo local será cada vez más importante a medida que mejore la capacidad para interpretar estas señales.

Añade el estudio que, si la especulación es correcta, la ocurrencia de rayos volcánicos durante este evento muestra que la inestabilidad del conducto volcánico superior y las paredes del cráter pueden generar una carga adecuada por removilización y reciclaje de material incoherente más antiguo, además de la provocada por la eyección de tefra juvenil.

También inciden los investigadores en que las condiciones meteorológicas estables y de buen tiempo registradas en La Palma durante toda la erupción (con la excepción de un único episodio de tormenta el 25 y 26 de noviembre de 2021) permiten atribuir con seguridad los cambios en la actividad de rayos a la actividad explosiva variable del volcán de Tajogaite.

Los resultados muestran que el monitoreo eléctrico local de los volcanes activos puede proporcionar información valiosa casi en tiempo real sobre los cambios en el estilo de erupción explosiva, así como la magnitud, que pueden pasar desapercibidos para los sistemas de detección de rayos regionales y globales.