Long-term seismic background level variations are consistent with volcanic activity at Kusatsu-Shirane volcano, Japan
Este estudio demuestra que el análisis de los niveles sísmicos de fondo a largo plazo durante 20 años en el volcán Kusatsu-Shirane revela eficazmente la actividad volcánica, incluyendo el suministro de fluidos y los episodios de inquietud, incluso cuando las señales sísmicas o de deformación tradicionales son débiles o están ausentes.
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Los volcanes no son meramente montañas que erupcionan; son sistemas complejos y respirantes donde el calor, el gas y el agua interactúan en las profundidades del subsuelo mucho antes de que la superficie muestre cualquier signo de problemas. Para los científicos que intentan predecir cuándo un volcán podría despertar, el desafío suele ser encontrar una señal en el ruido. El suelo nunca está verdaderamente quieto; vibra con el zumbido constante y de bajo nivel del viento, las olas del océano y la actividad humana. Este zumbido de fondo suele enmascarar los temblores tenues y sutiles que podrían indicar que un volcán se está preparando para una erupción. Para ver el futuro de un volcán, los investigadores deben aprender a escuchar estos susurros silenciosos ocultos dentro del rugido de la tierra.
En Kusatsu-Shirane, un volcán activo en el centro de Japón, un equipo de investigadores ha pasado dos décadas escuchando estos susurros. Este volcán es conocido por explosiones repentinas impulsadas por vapor llamadas erupciones freáticas, que ocurren cuando el agua subterránea se convierte instantáneamente en vapor al entrar en contacto con la roca caliente. Estos eventos pueden ocurrir con poca advertencia, lo que hace que el estudio de sus períodos de quietud sea crucial. Los investigadores se centraron en una medición específica llamada nivel sísmico de fondo. Piensen en esto como el volumen base del zumbido de la tierra. Mediante el análisis estadístico de más de veinte años de grabaciones continuas de sensores enterrados cerca del cráter principal del volcán, pudieron filtrar el ruido aleatorio y aislar la vibración constante y subyacente del propio suelo. Descubrieron que este zumbido de fondo no permanece constante; aumenta y disminuye de formas que cuentan una historia sobre lo que está sucediendo en las profundidades del cráter.
El estudio reveló que esta vibración de fondo es un barómetro sensible para la actividad volcánica. Durante dos periodos importantes de inquietud en 2014 y 2018, el zumbido de fondo aumentó significamente. Sin embargo, el momento de este incremento ofreció un giro sorprendente. En 2014, el zumbido comenzó a aumentar solo después de que el volcán ya había comenzado a sacudirse con terremotos más frecuentes. La vibración parecía ser una reacción a la actividad que ya había comenzado. En contraste, durante la inquietud de 2018, el zumbido de fondo comenzó a aumentar meses antes de que los terremotos fueran frecuentes. Esta advertencia temprana sugiere que el sistema interno del volcán estaba cambiando de una manera que los monitores de terremotos estándar aún no habían detectado. Los investigadores también notaron que el "sonido" de la vibración cambiaba dependiendo de qué sensores estaban escuchando. En 2014, las vibraciones parecían provenir de una ubicación, mientras que en 2018, la fuente parecía haberse desplazado a un punto diferente más cercano al cráter. Esta diferencia implica que el volcán no se comporta de la misma manera cada vez que despierta; el camino que el calor y el gas toman hacia la superficie puede variar.
Incluso cuando el volcán no se encontraba en un estado de alerta alta, el zumbido de fondo seguía contando una historia. Los investigadores encontraron que los niveles de vibración aumentaban y disminuían en sincronía con cambios pequeños y visibles en la superficie, como el cambio de color del agua en el lago del cráter o la aparición de nuevas fumarolas. Estos cambios sutiles, que podrían pasar desapercibidos para otros métodos de monitoreo, se reflejaban claramente en los datos sísmicos. El equipo concluyó que estas vibraciones son probablemente causadas por el movimiento de fluidos volcánicos —agua caliente y gas— interactuando con el sistema de aguas subterráneas poco profundas debajo del cráter. A medida que estos fluidos se mueven y burbujean, generan un temblor continuo y de bajo nivel que los sensores pueden captar.
La importancia de este trabajo radica en su capacidad para ver lo invisible. Al rastrear el zumbido de fondo, los científicos pueden detectar la presencia de fluidos volcánicos incluso cuando no hay terremotos fuertes o deformación del terreno que señale peligro. El estudio sugiere que este método proporciona una forma nueva y confiable de monitorear la salud de un volcán durante largos períodos. Muestra que el zumbido silencioso de la tierra no es solo ruido que debe ignorarse, sino una señal vital que puede revelar los movimientos ocultos de magma y gas mucho antes de que ocurra un desastre. Para las personas que viven cerca de Kusatsu-Shirane, y para los vulcanólogos de todo el mundo, aprender a leer este lenguaje sutil del suelo podría significar la diferencia entre una erupción sorpresa y una advertencia oportuna.
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