El mètode permet simular el procés geoquímic de la dispersió de la cendra en l’aigua, un procés que genera molts problemes, i simular l'impacte de les erupcions volcàniques passades i futures. Els investigadors han analitzat dipòsits de cendra d'erupcions volcàniques al sud d'Amèrica dels últims dos milions d'anys.
Dues expedicions al Con Sud d'Amèrica, dirigides per l'Institut de Ciències de la Terra Jaume Almera del CSIC, han permès conèixer l'impacte geoquímic dels dipòsits de cendra associada al vulcanisme explosiu andí durant els últims dos milions d'anys. Les expedicions formen part del projecte de recerca ASH, del Pla Nacional d'I + D, que acaba de finalitzar.
En el projecte, que ha comptat amb la participació del CSIC i de diverses universitats argentines i espanyoles, s'han estudiat un centenar de dipòsits de cendra amb antiguitats que van des dels 2 milions d'anys fins als més recents, derivats de les erupcions dels volcans Quizapú (1932), Lonquimay (1988), Hudson (1991), Copahue (2000), Llaima (2008) i Chaitén (2008).
"La major novetat del projecte és que, per a un dipòsit de cendra concret, hem pogut determinar quin és el seu impacte en el medi ambient", explica José Luis Fernandez Turiel, investigador del CSIC i coordinador del projecte.
Una part fonamental del treball ha estat modelar el procés de dispersió de les cendres a l'aigua. "És el problema més important", apunta Fernández Turiel. "La càrrega ambientalment transferible d'una cendra s'allibera en el primer contacte amb l'aigua, bé de pluja o bé perquè la cendra cau en un llac o riu. En aquest moment, la perillositat geoquímica de la cendra és màxima ".
L'aigua arrossega part dels elements perillosos de les cendres, que a més pateix variacions notables de pH i salinitat en l'aigua, i acaben contaminant els pous subterranis. "A partir d'aquest moment, les aigües ja no són utilitzables. A Xile, el 2008, amb l'erupció del Chaitén, es van veure efectes durant els següents 15 dies. Molts animals van morir de set o enverinats ", apunta l'investigador del CSIC.
El mètode desenvolupat permet simular en el laboratori aquest procés geoquímic i veure no només què ha passat en anteriors erupcions sinó preveure l'impacte de les futures. Aquests mètodes són transferibles als grups d'interès implicats (científics, gestors mediambientals i gestors de perillositat volcànica i protecció civil) per establir mesures de vigilància i prevenció. D'aquestes últimes, la més important consisteix a disposar de reserves d'aigua suficients per a la població i el bestiar, per evitar aigües afectades pel rentat inicial de la cendra.
Diferències entre volcans
Els investigadors han comprovat que hi ha grans variacions en el volum i en la composició de la cendra de diferents erupcions. "No sols el volum de cendra emès és molt variable entre erupcions. També s'ha observat que generen una proporció diferent d'elements potencialment perillosos". Saber quins elements estan implicats i en quina proporció permet saber quin tipus de contaminació cal vigilar en cada erupció volcànica.
Els resultats mostren que els components majoritaris de les cendres volcàniques són sulfat i clorur, mentre que altres elements, com fluor, ferro, zinc, arsènic, coure i antimoni, s'observen a nivell de traça. Alguns, com el calci i el ferro, poden ser beneficiosos en sistemes pobres de nutrients. D'altres, com l'arsènic i fluor, els elements majoritaris entre els potencialment perillosos, poden tenir efectes nocius, raó per la qual el seu control és una prioritat després d'una caiguda de cendra.
Els investigadors també han pogut determinar que malgrat la baixa mobilitat ambiental demostrada pels elements presents en la cendra volcànica (rarament es mobilitza més del 5% del total d'un element), la gran quantitat de cendra generada en una erupció explosiva fa que les magnituds i els efectes siguin significatius.
Així, en l'erupció de Chaitén el 2008, es van generar 0,5 quilòmetres cúbics de cendra, amb un impacte en les aigües durant unes setmanes. En canvi, en l'erupció de Quizapú el 1932, la major erupció del segle XX al sud dels Andes, es van produir 5 quilòmetres cúbics de cendra, els efectes es van prolongar durant anys. Per tenir una idea, un quilòmetre cúbic de cendres és el que cap en un cub de mil metres (l’equivalent a tres torres Eiffel, una damunt de l'altra) per cada costat.
Un patrimoni geològic
Un repte que es plantegen els investigadors ara és estudiar els efectes de les erupcions a la flora, en insectes i en la fauna en general, al llarg del temps. Ho faran a partir de fòssils i de dipòsits de cendra antics.
Els dipòsits de cendra, diu Fernández Turiel, "són summament efímers, per la seva remobilització immediata per l'aigua i el vent. La seva preservació en el temps és summament excepcional i els dipòsits que han aconseguit arribar fins als nostres dies han de ser considerats com un patrimoni geològic".
Així, explica, de l'erupció del Quizapú (1932), que va afectar milers de quilòmetres quadrats, amb cendra que va arribar fins i tot fins a Buenos Aires, a més de 1.400 quilòmetres del volcà, "d'aquella erupció ja només queden escassos retalls com els que hem localitzat al nord de la Província de la Pampa (de 10 a 30 cm de gruix). Fins i tot a pocs quilòmetres del cràter els dipòsits estan completament remobilizats".
Molts d'aquests dipòsits són inèdits i la seva localització representa una important fita per a les investigacions de cendres a la regió. D'ells, els investigadors destaquen el caràcter excepcional d'unes capes de cendra de quatre metres de gruix, amb uns 4.000 anys d'antiguitat, que es devien generar en una erupció volcànica de gran magnitud, sense comparació amb les observades en els últims 3.000 anys.