ASTROFÍSICA DE VOLCANES


 
Alexandra de Castro
 

“Abandonad toda esperanza, los que entráis”

Dante Alighieri, La Divina Comedia

 
Miércoles 13 de Noviembre de 1985, el volcán Nevado del Ruiz, Colombia, hace erupción. El material candente emitido por el cráter logra fundir parte del glaciar, produciendo torrentes indetenibles de barro y escombros que arrasan con el poblado de Armero. Una tragedia indeleble en la memoria de América Latina, que cobró la vida de más de 20 mil personas.

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Volcán Nevado del Ruiz, crédito de la imagen: Edgar Jiménez para Wikipedia.

Lava, fuego, cenizas, gases, sacudidas, un ambiente tóxico y terrorífico mantiene en vilo a quienes presencian de cerca el espectáculo de una erupción volcánica. Esplendorosos y silenciosos, la mayor parte del tiempo, los volcanes guardan dentro de sí enigmas que no escapan a la curiosidad de los científicos, quienes lo arriesgan todo, incluso la vida, por hallar las claves de su ira.

Uno de los avances de la ciencia y la tecnología es el desarrollo de herramientas y técnicas poco invasivas, protectoras del sistema bajo estudio y de las personas que hacen el experimento. Ejemplos cotidianos son los rayos X para visualizar el interior de nuestros cuerpos, los rayos Gamma para evaluar la carga en los contenedores o el ultrasonido para estudiar al feto dentro de la madre. Estos avances, junto con las técnicas de reconstrucción de imágenes, nos han regalado la dicha de la transparencia de lo opaco, de la visión de los tesoros, sin tener que abrir el cofre.

La tomografía de muones o muografía es una técnica novedosa para estudiar el interior de objetos de grandes dimensiones, que aprovecha el vasto flujo de muones y antimuones creados en las lluvias de rayos cómicos atmosféricos. Las lluvias de rayos cósmicos atmosféricos se producen cuando una partícula o núcleo subatómico, proveniente del espacio exterior, embiste los átomos de Nitrógeno y Oxígeno en la Ionósfera. Esta colisión produce una cadena de otras reacciones y con ella una cascada o lluvia de billones de partículas, entre ellas, muones que pueden llegar al nivel del mar y se adentran en la capa externa de la Tierra.

La muografía, en general, tiene diversas aplicaciones. Desde el siglo pasado, grupos de investigación alrededor del mundo la utilizan en construcciones y complejos industriales, como por ejemplo el estudio de las cámaras ocultas de las Pirámides de Giza, en Egipto o la determinación de la estructura interna y evolución de hornos metalúrgicos. En geología se usa en la valoración de fallas sísmicas ocultas y en volcanes, como el Satsuma, isla Iwo Jima en Japón, el Etna en Italia y la La Soufrière en Francia.

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Muografía del Monte Iwodake en Satsuma, isla de Iwojima, Japón. Se observa una cantidad de magma, de baja densidad, mayor que la esperada. Crédito de la imagen: Hiroyuki Tanaka.

El muon es una partícula subatómica, inestable, que tiene las mismas propiedades que el electrón pero con una masa unas 200 veces mayor. Los muones son capaces de recorrer kilómetros de atmósfera y penetrar las rocas antes de decaer o perder energía por sus interacciones con el medio. Esto permite a los científicos instalar observatorios con detectores de muones subterráneos o en sitios estratégicos para capturarlos después de haber atravesado estructuras geológicas. Con estas mediciones, se infieren cambios de densidad del material y se reconstruyen imágenes para intentar deducir su estructura interna.

En el corazón de la cordillera de los Andes de Colombia nace el proyecto “Telescopio de Muones” o MuTe: Muon Telescope, en inglés, que busca diseñar, y construir, un telescopio para detectar el flujo de los muones atmosféricos que atraviesan la parte central del complejo volcánico Nevado del Ruiz en los departamentos de Tolima y Caldas, y también del complejo volcánico Galeras en el departamento de Nariño, en Colombia.

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Sitios tentativos para evaluar el flujo de muones que atraviesan el Volcán Galeras, proyecto MuTe.

Con este proyecto los científicos contribuirán con el estudio de la estructura y evolución de estos volcanes, con la esperanza de quizás algún día encontrar indicios de su furia súbita.

En el audio de este post se escuchan:
Sinfonía Nº 5 de Shostakovich
Sonata Nº 21 in C Op. 53 “Waldstein”, 2º movimiento, de Beethoven
Symphony No. 94 in G ‘Surprise’ – Andante, de J. Haydn