Descubren dos fuentes ocultas de magma bajo el volcán Masaya en Nicaragua

El volcán Masaya, famoso por su lago de lava, esconde un sistema de magma más complejo de lo que se pensaba. Investigadores de Penn State University descubrieron evidencia de dos fuentes de magma previamente no reconocidas bajo este volcán activo en Nicaragua, lo que plantea nuevas preguntas sobre el movimiento del magma en las profundidades.

Este descubrimiento es crucial, dado que aproximadamente 2 millones de personas residen a 20 kilómetros del volcán, que también es un destino turístico popular. Comprender su actividad subterránea podría ayudar a los científicos a identificar señales de advertencia ante futuras erupciones y proteger mejor a las comunidades cercanas.

Mediante seis años de observaciones satelitales, los investigadores rastrearon cambios sutiles en el terreno alrededor de Masaya. Notaron que una parte del volcán inicialmente se hundió antes de comenzar a elevarse, lo que podría indicar que nuevo magma estaba ingresando a un reservorio profundo. Mientras tanto, el terreno alrededor de su cráter activo Santiago y el lago de lava continuó hundiéndose, sugiriendo que un reservorio de magma separado y más superficial estaba comportándose de manera diferente.

Los hallazgos, publicados en Geophysical Research Letters, revelaron que el sistema de magma subterráneo del volcán podría ser considerablemente más complicado de lo que se había comprendido anteriormente.

"Estas observaciones ayudan a los científicos a entender mejor cómo se mueve el magma bajo Masaya y pueden mejorar la monitorización y la predicción de erupciones en el futuro", comentó Lizzie Johnson, autora principal del estudio y graduada en geociencias por Penn State.

Importancia del monitoreo del volcán Masaya

Ubicado cerca de Managua, la capital de Nicaragua, Masaya es un volcán geológicamente complejo que presenta múltiples cráteres y calderas superpuestos. Las calderas son grandes depresiones que generalmente se forman cuando el suelo colapsa tras la extracción de magma de una cámara subterránea.

A pesar de que los científicos han estudiado Masaya durante años, el movimiento del magma a través de sus reservorios y pasajes subterráneos sigue siendo poco comprendido. Estos sistemas pueden cambiar con el tiempo, dificultando determinar con precisión lo que ocurre bajo el volcán.

"Tener un entendimiento exhaustivo de la actividad volcánica de Masaya y sus peligros relacionados es crítico, ya que alrededor de 2 millones de personas viven cerca y la caldera es un parque nacional y un destino turístico popular", dijo Johnson. "Aunque Masaya produjo su última gran erupción en 1772, su constante desgasificación a menudo genera concentraciones peligrosamente altas de dióxido de azufre, un gas volcánico".

El dióxido de azufre es un gas volcánico potencialmente dañino que se libera cuando el magma se aproxima o permanece cerca de la superficie. Incluso sin una erupción mayor, las concentraciones elevadas pueden crear condiciones peligrosas para los visitantes y las comunidades circundantes.

Young Cheol Kim, quien completó su doctorado en geociencias en Penn State este verano, explicó que el monitoreo continuo del volcán es esencial para distinguir la actividad normal de los cambios que podrían señalar un aumento de los peligros volcánicos. "El monitoreo continuo nos permite entender la actividad base y detectar si las cosas están cambiando", afirmó.

Satélites revelan movimientos ocultos bajo el volcán

Para investigar la actividad subterránea de Masaya, los investigadores analizaron mediciones recolectadas por el satélite Sentinel-1, que observa el volcán aproximadamente cada 12 días. Utilizaron una técnica llamada radar de apertura sintética interferométrico (InSAR), que puede detectar cambios extremadamente pequeños en la elevación de la superficie terrestre.

La técnica combina dos capacidades importantes. El radar de apertura sintética envía señales de microondas hacia la superficie terrestre, permitiendo a los satélites recolectar mediciones incluso cuando las nubes ocultan el suelo. La interferometría compara las señales de radar que regresan para detectar cambios en la distancia entre el satélite y la superficie.

Esto es especialmente valioso en regiones tropicales, donde la cobertura nubosa frecuente puede hacer que la imaginería satelital convencional sea menos confiable. "La penetración de nubes es importante para los volcanes porque muchos de ellos, como Masaya, se encuentran en áreas tropicales donde a menudo hay nubes", explicó Kim.

Al examinar estos movimientos sutiles a lo largo del tiempo, los investigadores pueden investigar procesos que ocurren muy por debajo de la superficie sin observar directamente el magma.

Dos reservorios de magma comportándose de manera diferente

Las mediciones satelitales revelaron un patrón intrigante entre 2018 y 2024. Durante la primera parte del estudio, el terreno dentro de la caldera de Masaya se hundió gradualmente. Luego, la misma área comenzó a elevarse. Los científicos creen que esta transición podría reflejar cambios en la cantidad de magma almacenado bajo tierra.

El hallazgo más sorprendente fue que el área que rodea el cráter Santiago no siguió el mismo patrón. En cambio, continuó hundiéndose a lo largo de todo el estudio, incluso cuando la caldera más amplia comenzó a elevarse.

"Cuando se hunde, eso significa que probablemente hay magma drenándose del volcán, pero una vez que el suelo comienza a elevarse de nuevo, eso puede significar que hay nuevo magma ingresando", indicó Johnson. "Al mismo tiempo, el área directamente alrededor del cráter activo Santiago se desinfló durante todo el periodo de estudio, independientemente de la transición a la inflación del reservorio principal. Esto indica que el sistema de tuberías es más complejo y podría deberse a la disminución del magma en un segundo reservorio más superficial".

Estos hallazgos sugieren que Masaya podría tener al menos dos partes distintas de su sistema de almacenamiento de magma que experimentan diferentes cambios. Una fuente más profunda podría estar suministrando magma adicional al reservorio principal, mientras que un reservorio más superficial cerca del cráter Santiago podría estar perdiendo magma.

Implicaciones del descubrimiento para futuras erupciones

Comprender estos movimientos subterráneos es importante porque los cambios en el suelo pueden proporcionar pistas sobre dónde se está acumulando el magma, hacia dónde se está moviendo y cómo podría llegar eventualmente a la superficie. Los investigadores enfatizaron que sus observaciones no revelaron ningún peligro inmediato para las comunidades que rodean Masaya. Sin embargo, identificar el comportamiento normal del volcán y comprender su sistema de suministro de magma podría facilitar el reconocimiento de cambios inusuales en el futuro.

Las continuas observaciones satelitales, combinadas con modelos computacionales más detallados, podrían ayudar a los científicos a entender mejor las conexiones entre los reservorios de magma subterráneos y la actividad volcánica en la superficie.

"Más estudios geodésicos a largo plazo y de modelado proporcionarán una comprensión más completa y permitirán una monitorización y mitigación de peligros efectivas en Masaya y otros volcanes basálticos con lagos de lava", concluyó Johnson. Estos hallazgos podrían tener implicaciones más allá de Nicaragua, particularmente para otros volcanes activos que contienen lagos de lava persistentes y sistemas de magma subterráneos complejos.

De la investigación de pregrado a la ciencia volcánica

Johnson se involucró en el proyecto tras asistir a una presentación de Christelle Wauthier, profesora de geociencias en Penn State. Completó la investigación como parte de su tesis de la Schreyer Honors College, trabajando junto a investigadores de posgrado, incluido Kim, para analizar mediciones satelitales y desarrollar sus habilidades científicas. "Aprecié aprender cómo funciona un grupo de investigación", comentó Johnson, quien recientemente comenzó un programa de doctorado en ciencias de la Tierra en la Universidad de Hawái en Manoa, donde continuará estudiando volcanes utilizando ondas sísmicas para imaginar el interior del volcán Kilauea.

La investigación recibió apoyo de la Fundación Nacional de Ciencias de EE. UU. a través de los premios 1945417 y 2523375, junto con recursos computacionales proporcionados por el Instituto de Ciencias Computacionales y de Datos de Penn State. Los autores son los únicos responsables de los hallazgos y conclusiones, que no representan necesariamente las opiniones de las organizaciones financiadoras.