Riesgos: Volcanes

Ciencia para ‘domar’ volcanes

El 10 y el 11 de abril de 1815 fueron dos días de hecatombe. La cumbre del Monte Tambora, un pico de 4.300 metros de altura de la isla indonesia de Sumbawa, estalló en una violenta erupción. El magma arrasó las poblaciones cercanas, acabando con 60.000 vidas (según una estimación conservadora). Los efectos colaterales se sintieron en todo el planeta. El año siguiente a la catástrofe, 1816, se recordaría como “el año sin verano”porque la nube de gases emitida por el volcán durante los siguientes meses enteló la atmósfera, provocando un enfriamiento global y arruinando cosechas. Muy lejos del volcán, en Europa, las consecuencias de ese minicambio climático fueron hambruna, violencia y pillaje para hacerse con los silos de los granjeros. Un enorme cráter de 6,5 kilómetros de diámetro y un kilómetro de profundidad atestigua la catástrofe hoy, cuando se cumplen 200 años de la erupción del Tambora, considerada como la más potente jamás registrada.

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“Posiblemente hoy habríamos evitado esas muertes”, comenta a OpenMind Stephen Self, vulcanólogo de la Universidad de Berkeley que abrió el simposio en torno al segundo centenario del Tambora celebrado en Berna (Suiza). “El volcán estaría monitorizado y eso nos daría semanas o meses para evacuar a la población”. Dos siglos después, la ciencia y tecnología para predecir cuándo ocurrirá una catástrofe volcánica ha evolucionado radicalmente. El informe elaborado por Global Volcano Model, asociación internacional de los observatorios que vigilan el estado de los volcanes, indica que estos avances han permitido salvar al menos 50.000 vidas.

La clave de esta mejora la dan tanto el estudio de la ciencia base como la innovación tecnológica. En el plano teórico, la modelización de los complejos procesos físicos que suceden en un volcán ha permitido elaborar modelos de predicción estadística en continua evolución. Y en el plano tecnológico, la suma de numerosos medios de telemetría han refinado la predicción, que los expertos comparan con el diagnóstico médico de una enfermedad: “Como en el caso de la salud, no basta con un solo síntoma”, explica Self. “Hace falta recopilar y correlacionar datos de la variación de deformación del suelo, de la actividad sísmica y de las emisiones químicas”.

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Los satélites han reinventado cómo se obtienen estos datos. Uno de los síntomas principales de que un volcán puede estar en riesgo de erupción es la deformación del terrenoprovocada por un aumento de la actividad volcánica. El sistema InSAR ha permitido enormes avances al funcionar en paralelo con el clásico GPS. Un satélite realiza dos fotos consecutivas separadas por unos pocos días de la misma zona. Luego, medianteinterferometría, se superponen ambas para crear una tercera imagen que muestra las desviaciones del terreno al milímetro: “Esto lo tenemos que complementar con los GPS, porque un lapso de varios días no es operativo para una vigilancia constante de un volcán”, explica Carmen López Moreno, directora del Observatorio Geofísico Central del Instituto Geográfico Nacional de España. “Con una red de GPS se puede medir el desplazamiento del terreno en uno o varios puntos concretos. Las dos técnicas son complementarias, porque el InSAR nos da datos de grandes áreas que se pueden correlacionar con esos puntos”.

Esta deformación del terreno tiene que sumarse a otros síntomas para dar la voz de alarma. Uno de ellos es la actividad sísmica, y para detectarla se tienen que emplear una red de sismógrafos de especial precisión para advertir los enjambres, pequeños terremotos (indetectables para los aparatos de medida tradicionales) que se deben al movimiento interno de los fluidos en el volcán. Otro factor clave es la emisión de gases, principalmente SO2 y CO2, en cantidades anormales. Los satélites juegan otra vez un papel clave. El MODISy el OCO-2 de la NASA se encargan de detectar anomalías en este parámetro que puedan indicar posibles erupciones. Y en el futuro se espera aprovechar la radiación cósmica, y en concreto la partícula elemental muón, para obtener imágenes de una resolución inédita del interior del volcán que permitan apreciar cambios en su densidad.

A pesar de todo este auge en la investigación y la tecnología, la efectividad en las predicciones tiene mucho margen de mejora. La fase de volcanic unrest (agitación volcánica), que precede a la mayoría de las erupciones, solo culmina en una erupción una de cada dos veces (el 47%) y se extiende durante periodos medios de 500 días, elevándose los síntomas abruptamente horas antes de la erupción. Más grave es que, según el estudio de Global Volcano Model, solo el 35% de los observatorios permanentes tienen una capacidad técnica y científica adecuada para monitorizar los volcanes. El informe predice también que el riesgo de que ocurra a lo largo del siglo XXI una erupción de la violencia de Tambora es del 33%.

Para el vulcanólogo Stephen Self, el remedio es claro: “Dinero. El dinero sigue siendo la limitación para que haya países con alto riesgo volcánico que no financien un observatorio. Y esto limita también a la investigación, porque necesitamos observar más erupciones para saber qué factor es el determinante para determinar nuestras predicciones”. El estudio detallado de las próximas erupciones servirá para mejorar la tecnología de predicción y los modelos estadísticos que teorizan la actividad volcánica. Será un paso más en el camino científico para domar volcanes. Las erupciones seguirán siendo un fenómeno natural salvaje e inevitable, pero conocer y predecir el comportamiento de los volcanes permitirá estar preparados para el siguiente Tambora y seguir salvando vidas.

Ángel Luis Sucasas para Ventana a Conocimiento

Evolución

DIVULGACIÓN

Evolución para David

‘Materia’ publica un adelanto del libro ‘Evolución para David’, del biólogo Francisco J. Ayala, uno de los científicos españoles más prestigiosos del mundo. La obra ofrece un resumen de la evolución en un lenguaje accesible y dirigido en especial a los jóvenes

Todas las plantas y animales proceden de aquellos microorganismos parecidos a bacterias que se originaron hace unos 3.500 millones de años”

Francisco J. Ayala (Madrid, 1934) es profesor de Ciencias Biológicas en la Universidad de California en Irvine. Ha sido presidente de la Asociación Estadounidense para el Avance de la Ciencia, recibió en 2002 la Medalla Nacional de Ciencias y es doctor honoris causa por más de 20 universidades en diez país.

Evolución para David está publicado por editorial Laetoli en colaboración con la Universidad Pública de Navarra (UPNA). Próximamente estará en las librerías.

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¿Plástico biodegradable?

El adiós al plástico está en el caparazón de un insecto

Un científico español de Harvard es uno de los mayores expertos del mundo en quitosano, un material biodegradable que abre un escenario prometedor en industria y medicina

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Javier Fernández (a la derecha) muestra una lámina de quitosano a Don Ingber, director del Instituto Wyss. / JON CHASE (HARVARD PUBLIC AFFAIRS & COMMUNICATIONS.)

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“Muchos objetos de plástico, como los desechables o embalajes, se fabrican sin pensar en su vida útil. Si yo por ejemplo fabrico una botella de agua, no te puedo perseguir para que la eches al contenedor que le toca”, explica Javier Fernández, doctor en Nanobiotecnología por la Universidad de Barcelona, investigador en Harvard y docente de la Singapore University of Technology and Design. Con una carrera enfocada a reducir el consumo de plástico, él tiene su propia apuesta: el quitosano.

Javier Fernández suma ya tres publicaciones científicas sobre las propiedades de este material biodegradable que podría jubilar al plástico y abrir nuevas vías de investigación en medicina, industria e impresión en 3D. Para su primera publicación, publicada enAdvanced Materials en 2012, el investigador se “encerró”—literalmente, según cuenta— en la biblioteca de Zoología de Harvard para estudiar minuciosamente los caparazones de insectos y crustáceos. Así, dio con las bases para crear el shrilk, una mezcla a base de quitosano —material presente en caparazones de crustáceos e insectos— y fibroína —una proteína de la seda—.

El investigador reprodujo la estructura de los insectos en la naturaleza para diseñar un ‘shrilk’ que posee una fuerza que duplica a la del plástico y, además, es biodegradable

“La piel de un insecto está hecha de quitosano, proteínas y, en la parte más externa, hay una capa similar a la cera resistente al agua. El quitosano y la fibroína se combinan para dotar al esqueleto de rigidez (alas) o elasticidad (articulaciones)”, explica el científico. Para ilustrar estas propiedades, el investigador cita el caso del Rhodnius Prolixus,un insecto común en América Central y Sudamérica que “es capaz de controlar su rigidez, como cuando se infla para absorber sangre de otras especies”. Así, el investigador reprodujo esta misma estructura de los insectos en la naturaleza para diseñar un shrilk que posee una fuerza que duplica a la del plástico —120 MPa— y, además, es biodegradable.

Aportación en nuestra genética de las bacterias maternas

BIOLOGÍA

En el Ser Humano, parte de la herencia biológica materna puede transmitirse por vía bacteriana

Es bien sabido que rasgos como el color de los ojos y la estatura son transmitidos de una generación a la siguiente a través del ADN de los progenitores. Pero ahora, un nuevo estudio en ratones muestra que el ADN de las bacterias que viven en el cuerpo de la madre puede transmitir un rasgo a la descendencia de una forma similar a lo logrado por el propio ADN de los padres. Tal como indican los autores del estudio, este hallazgo significa que los científicos deben considerar un nuevo y notable factor (el ADN de los microbios transmitido de la madre al hijo o hija) en sus esfuerzos por entender cómo influyen los genes en la enfermedad y en la salud.

 

Las bacterias son conocidas sobre todo por su papel en las infecciones dañinas. Pero, tal como la ciencia moderna fue revelando poco a poco, tales bacterias son solo una pequeña fracción de las comunidades bacterianas que viven dentro y sobre nuestros cuerpos. La mayoría son comensales, lo que significa que no nos causan daño. De hecho, en bastantes casos pueden incluso conferirnos beneficios.

 

Las bacterias comensales influyen en rasgos como el peso y el comportamiento. Pero hasta ahora, los investigadores pensaban que las bacterias ejercían estos efectos cuando eran adquiridas, durante la vida de la persona.

 

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Los doctores Herbert W. Virgin, a la izquierda, y Thad Stappenbeck. (Foto: Robert Boston)

 

El estudio llevado a cabo por el equipo de los doctores Thad Stappenbeck y Herbert W. Virgin IV, de la Escuela de Medicina de la Universidad Washington en San Luis de Misuri, Estados Unidos, es el primero que muestra que el ADN bacteriano puede ser transmitido de la madre a sus hijos o hijas de una manera que afecta a rasgos específicos, tales como la inmunidad y la inflamación.

 

Cabe esperar que este modelo ampliado de herencia biológica, surgido de lo descubierto en el nuevo estudio, conduzca a una visión más complicada pero también más exacta de cómo los genes humanos, bacterianos e incluso virales influyen en la salud humana.

 

Información adicional

Sismología en España

¿Cuántos terremotos hay en España?

Preguntas y respuestas sobre el seísmo que ha sacudido el centro de la península Ibérica

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¿Cuál es el epicentro y cuál es el hipocentro del terremoto de hoy?

El origen del terremoto, denominado foco o hipocentro, se encuentra a 10 kilómetros de profundidad. El epicentro es el punto de la superficie encima del foco y se corresponde con el pueblo de Ossa de Montiel (Albacete), según el Instituto Geográfico Nacional (IGN). El seísmo, de magnitud 5,2, ha ocurrido a las 17:16, hora peninsular española, y no ha causado daños personales ni materiales.

¿Cuántos terremotos hay en la península Ibérica?

Cada año se registran entre 1.200 y 1.400 terremotos en la península Ibérica. Un seísmo de magnitud 5 o superior, como el vivido este lunes con epicentro en Ossa de Montiel (Albacete), es raro. Solo se detecta uno cada 3,5 años, según Protección Civil. Los terremotos de magnitud entre 4 y 4,9 son más habituales: cinco anualmente. También se registran unos 110 terremotos de magnitud entre 3 y 3,9 y otros 760 de magnitud entre 2 y 2,9.

¿Qué es la magnitud de un terremoto?

La magnitud mide la energía liberada por un seísmo, mientras que su intensidad se refiere a los daños provocados. La magnitud no se mide en grados y su escala es logarítmica. Por ejemplo, un terremoto de magnitud 6 es 30 veces mayor que uno de 5, en cuanto a la energía liberada. Una magnitud 6 equivale a una detonación de 30.000 toneladas del compuesto químico explosivo trinitrotolueno (TNT) o a una explosión nuclear de 30 kilotones, según el IGN.

¿Cuánta energía ha liberado el temblor de hoy?

El terremoto de Ossa de Montiel “ha liberado el equivalente a 100 toneladas de energía TNT”, según el Colegio Oficial de Geólogos (ICOG). El organismo recuerda que el seísmo ha consistido en “dos sacudidas de unos cuatro o cinco segundos” que se han sentido especialmente en las localidades de Alcantarilla (Murcia), Aranjuez, Coslada, San Fernando de Henares, Getafe y Ajalvir (Comunidad de Madrid), según los datos analizados por el ICOG y procedentes del Servicio Geológico de EEUU. “El seísmo ha sido de intensidad entre 3 y 4 en la escala Mercalli, lo que significa que es ampliamente sentido por la población”, ha señalado en un comunicado el presidente del ICOG, Luis Suárez.

¿Ha habido terremotos importantes en España?

España no es una zona de riesgo de grandes terremotos, como el vivido en Chile el 22 de mayo de 1960, de magnitud 9,5 y considerado el mayor seísmo de la historia. Sin embargo, sí se registran muchos temblores menores y algunos relativamente potentes, de magnitud incluso mayor de 7. El 28 de febrero de 1969, un terremoto de magnitud 7,8 con epicentro en el suroeste del cabo San Vicente derrumbó varios edificios en Huelva. El 29 de marzo de 1954, se detectó un seísmo de magnitud 7 bajo Dúrcal (Granada), pero a gran profundidad: 650 kilómetros bajo el suelo.

El 25 de diciembre de 1884, un terremoto de magnitud 6,5 bajo Arenas del Rey (Granada) destruyó 4.400 edificios y dañó otros 13.000. Se recuperaron 839 cadáveres. El 1 de noviembre de 1755, otro seísmo de magnitud 8,5, con epicentro en el suroeste del cabo San Vicente, provocó un tsunami de 15 metros de altura que afectó a Europa occidental y al norte de África. Fue la mayor tragedia sísmica registrada en España, según el IGN. Conocido como el terremoto de Lisboa, por la destrucción provocada en la capital portuguesa, causó 15.000 muertos. También afectó a Huelva y Cádiz.