Los muones pueden ser la llave para predecir erupciones volcánicas

Investigadores de distintas partes del mundo están utilizando la técnica denominada muografía, que emplea pequeñas partículas subatómicas llamadas muones para revelar detalles inaccesibles en el interior de múltiples estructuras, para mapear las "tuberías" de los volcanes. La técnica ofrece una vista interna de los volcanes que no puede obtenerse con otros enfoques, brindando a los científicos más información sobre cómo y cuándo es probable que entren en erupción los volcanes más peligrosos del planeta.

En Italia, Japón, Argentina y otros lugares del planeta, los muones se están convirtiendo en una esperanza para la predicción de erupciones volcánicas, capaces de arrasar ciudades en un corto tiempo y provocar innumerables pérdidas humanas y económicas. La muografía, que aprovecha las características de estas partículas subatómicas para mostrar al detalle el interior de los volcanes, podría aportar las pistas necesarias para saber con antelación y precisión cuándo podrían despertarse estos gigantes dormidos.

Desde el cosmos hasta las profundidades de la Tierra

Los muones

son partículas subatómicas cargadas eléctricamente como los electrones, pero con una masa 200 veces superior. Se producen en la atmósfera terrestre por la interacción de la radiación cósmica con los átomos de los gases, y pueden detectarse en enormes cantidades en todo el planeta. Los muones tienen un gran potencial para atravesar todo tipo de estructuras, incluyendo materiales de gran solidez como la roca.

Esta “lluvia de partículas” que nos atraviesa a cada paso impulsó una nueva técnica denominada muografía, que por ejemplo fue empleada para conocer características ocultas en el interior de las grandes pirámides de Egipto. Además, la técnica permite crear imágenes del interior de los volcanes, con el propósito de determinar su estructura y relacionarla con la historia eruptiva del volcán, como así también revelar los conductos de magma que puedan mostrar información sobre el movimiento interno de fluidos o la desestabilización de ciertas estructuras, entre otros aspectos vitales para conocer y evaluar el potencial peligro de erupción.

Una técnica madura para predecir erupciones volcánicas

De acuerdo a un

artículo

publicado en Science News, la técnica ha inspirado diferentes estudios científicos en todo el mundo, que parecen avanzar en el camino por encontrar una metodología confiable y precisa para predecir erupciones volcánicas. En Japón, el volcán Sakurajima, uno de los más activos del mundo, fue el eje de una investigación que permitió develar, gracias a los muones, las causas por las cuales uno de los cráteres del volcán, denominado Showa, entró en erupción con frecuencia hasta 2017 y luego cambió abruptamente a otro cráter, llamado Minamidake.

Los científicos a cargo de esta investigación y otras relacionadas concluyeron en un estudio publicado en Proceedings of the Royal Society que la muografía está madura para su inclusión en los sistemas de alerta temprana de volcanes. Sin embargo, indicaron que se necesita más trabajo para integrar la muografía con otros métodos establecidos que ayuden a

advertir sobre una próxima erupción

, como mediciones sísmicas, observaciones de deformación del suelo y emisiones de gases volcánicos.

El histórico Vesubio, analizado con muones

En tanto, en Italia la muografía se está empleando para estudiar el volcán del Monte Vesubio, una amenaza conocida en Nápoles y los municipios circundantes, que destruyó la antigua ciudad de Pompeya en el año 79 d. C. Aunque el volcán ha estado inactivo desde 1944, cuando literalmente “borró del mapa” a varios pueblos cercanos, si entrara nuevamente en erupción pondría en peligro la vida de aproximadamente 600.000 personas.

Según un estudio presentado en el International Workshop on Cosmic-Ray Muography, los investigadores italianos están usando detectores de muones a 1,5 kilómetros del cráter del volcán, mapeando densidades de las rocas en la parte superior del cono del Vesubio. Los indicios preliminares y las observaciones futuras deberían ayudar a los científicos a comprender los detalles más finos de la estructura interna del volcán, revelando las capas formadas por las repetidas erupciones.

También en Latinoamérica

Por último, una

publicación

de la agencia oficial Télam de Argentina informa que el volcán Copahue, ubicado en la Patagonia Argentina, será el primer volcán en Latinoamérica en ser estudiado con muones, a partir de una investigación del Observatorio Argentino de Vigilancia Volcánica (OAVV). Un telescopio instalado en la provincia de Neuquén, permitirá caracterizar la estructura interna del volcán aplicando las técnicas de la muografía.

El volcán Copahue, un vocablo mapuche que significa "lugar de aguas sulfurosas", se localiza en el noroeste de la provincia de Neuquén, en el límite entre Argentina y Chile. Tiene aproximadamente 125.000 años de historia eruptiva y está considerado por los especialistas como el más activo del país. La muografía o “radiografía de muones” permitirá determinar si presenta una roca demasiado alterada o que tiene muchas fracturas, convirtiéndose en un volcán mecánicamente frágil con tendencia a un probable colapso.

Referencias

The MURAVES experiment: study of the Vesuvius Great Cone with Muon Radiography

. M. D'Errico.

International Workshop on Cosmic-Ray Muography (2021)

. 

Muography as a new complementary tool in monitoring volcanic hazard: implications for early warning systems

. G. Leone et al. Proceedings of the Royal Society (2021). DOI:

https://doi.org/10.1098/rspa.2021.0320