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¿Cómo se mide el tamaño de una erupción volcánica?

Categoría: Naturaleza

El 20 de febrero de 1943, en un maizal de Michoacán, México, nació un volcán, el Paricutín[1]. La erupción duró nueve años[2]. ¿Fue una erupción grande o pequeña si la comparas con las de otros volcanes del mundo? Los vulcanólogos usan una escala del 0 al 8 que sirve justo para eso. El Servicio Geológico de Estados Unidos (USGS) clasifica el Paricutín en el grado 4, aunque expulsó más material de lo que ese grado haría pensar[2]. Este artículo explica cómo se lee esa escala, qué significa «unas diez veces más» y por qué un número no puede contar toda la historia de un volcán.

1. ¿Qué es el índice de explosividad volcánica y quién lo creó?

Se llama índice de explosividad volcánica, o VEI por sus siglas en inglés (Volcanic Explosivity Index). Lo propusieron en 1982 el vulcanólogo Christopher Newhall, del USGS, y Stephen Self, de la Universidad de Hawái[3][4]. Según el INPRES, Tom Simkin y Lee Siebert lo perfeccionaron en 1994[4].

No es un instrumento que se coloque junto al cráter. Es una escala «semicuantitativa»: combina el volumen de lo que expulsó el volcán, la altura de la nube de ceniza y descripciones cualitativas de lo que se observó. De todo eso, el volumen de ceniza y otros fragmentos sólidos (lo que los especialistas llaman tefra) es el criterio principal[2]. La escala sirve para comparar el tamaño de erupciones explosivas, y por eso empieza en 0, para erupciones sin explosión, y llega hasta 8, para las mayores que se conocen[5].

2. ¿Qué quiere decir que cada grado equivale a unas diez veces más material?

La escala es logarítmica: al subir un grado, el volumen de material expulsado se multiplica por unas diez[6][2]. Una forma sencilla de imaginarlo: cada escalón representa diez veces más material que el anterior. Ojo: la relación de diez veces es aproximada y, según el USGS, no se aplica de forma uniforme a los grados más bajos (0 a 2)[2].

Algunos valores de referencia sirven para hacerse una idea:

  • Grado 0: menos de 10 000 m³ de tefra (erupciones no explosivas)[5].
  • Grado 4: unos 0,1 km³[2].
  • Grado 5: unos 1 km³[2].
  • Grado 6: unos 10 km³[2].
  • Grado 7: cientos de km³[6].
  • Grado 8: del orden de 10¹² m³, es decir, unos 1000 km³[5][4].

Un kilómetro cúbico equivale a mil millones de metros cúbicos. Piensa en un cubo de 1 km por lado, más o menos del tamaño de un barrio grande en cada dirección: ese es el material de una erupción de grado 5.

3. ¿Cómo pasar de un volumen a un grado? Un truco con ceros

Las tablas de las fuentes dan grados y volúmenes aproximados, no una fórmula oficial. Pero si miras esos valores, aparece una regla práctica (la deducimos nosotros de la tabla, no es una definición de los autores): cuenta los ceros del volumen en metros cúbicos y réstale 4.

  • 1 km³ son 1 000 000 000 m³: nueve ceros. 9 − 4 = 5.
  • 10 km³ tienen diez ceros. 10 − 4 = 6.
  • 0,1 km³ son 100 000 000 m³: ocho ceros. 8 − 4 = 4.
  • 1000 km³ tienen doce ceros. 12 − 4 = 8.

Coincide con los valores de referencia de la sección anterior. Cuando el volumen no es una potencia exacta de diez, la regla da un resultado con decimales y se queda solo con la parte entera. Es una guía para entender la escala, no un reemplazo del criterio de los vulcanólogos: como verás en la sección 5, a veces el grado final no sale del volumen.

4. ¿Dónde caen erupciones conocidas de México, Perú y otros países?

Con la escala en la mano, ponemos algunos volcanes en su lugar:

  • Monte Santa Elena (Estados Unidos, 1980): grado 5, con cerca de 1 km³ de ceniza[2].
  • Pinatubo (Filipinas, 1991): grado 6, con unos 10 km³[2].
  • Huaynaputina (sur de Perú, año 1600): grado 6. Un estudio de 1999 estimó entre 10,2 y 13,1 km³ al sumar ocho depósitos de esa erupción, y la describe como la mayor erupción explosiva de tiempos históricos en los Andes; otras investigaciones dan cifras distintas[7].
  • Tambora (Indonesia, 1815): grado 7. Es uno de los cuatro casos del Holoceno (los últimos 10 000 años) con ese grado[6].
  • Toba (Sumatra, hace unos 74 000 años): la tabla de la Universidad Estatal de San Diego lo clasifica como 8 y señala que ninguna erupción del Holoceno recibió ese grado[6]. El USGS indica que Toba podría merecer un 9, así que no es un dato cerrado[2].

Compara el Santa Elena con el Pinatubo: según los valores aproximados citados aquí, el segundo tiene un volumen de referencia unas diez veces mayor. Esa es la idea de la escala.

5. ¿Por qué el volumen no basta para decidir el grado?

Volvamos al Paricutín. Entre 1943 y 1952 expulsó unos 1,3 km³ de ceniza y fragmentos de roca. Eso está en el orden de 10⁹ m³, y la regla aproximada de los ceros apuntaría al grado 5, pero no basta para decidirlo. El USGS lo clasifica en el grado 4 y recuerda que la duración de la erupción también cuenta, pues ese material salió a lo largo de nueve años[2].

Hay otras limitaciones:

  • La lava no se cuenta. El volumen que importa es el de tefra. Una erupción que sale sobre todo como lava puede ser muy grande y recibir un grado bajo[2]. En el Paricutín, por ejemplo, la lava recorrió cerca de 10 km y cubrió dos pueblos[1], algo que el grado 4 no refleja.
  • La altura de la nube no siempre es una guía fiable, porque depende, entre otras cosas, de la cantidad de agua y de la latitud[2].
  • Hay casos que no encajan bien. En la erupción de Hunga Tonga-Hunga Ha'apai (enero de 2022) la columna fue muy alta, pero el volumen de ceniza no coincidía. Se le asignó un 5 de forma preliminar, y el USGS señala que el índice resulta muy limitado para describir este tipo de erupción[2].

Por todo esto, el grado es una herramienta para comparar el tamaño de erupciones explosivas. No dice por sí solo cuánto daño causó un volcán ni cómo afectó al clima.

6. ¿Cómo puedes explorar el grado de un volcán que te interese?

Primero, practica con la regla de los ceros: si un volcán expulsara 100 km³, serían once ceros en metros cúbicos. ¿Qué grado saldría? (Pista: 11 − 4.) Con una calculadora puedes comprobar también el 0,1 km³ y el 1000 km³.

Después, elige un volcán de tu país o de uno que hayas visto en las noticias: el Popocatépetl, un volcán de los Andes, uno de Centroamérica. Busca en la página de un servicio geológico o de protección civil qué erupciones se han registrado y qué datos hay sobre ellas. Compara lo que encuentres con los valores de referencia de este artículo. Hazlo siempre desde fuentes oficiales y, si vives cerca de un volcán activo, sigue las indicaciones de las autoridades de tu zona.

Fuentes

  1. UNAM Global, «El Paricutín, único volcán con acta de nacimiento» https://unamglobal.unam.mx/global_revista/el-paricutin-unico-volcan-con-acta-de-nacimiento/ (Fecha y lugar del nacimiento del Paricutín, avance de la lava. No menciona el VEI.)
  2. USGS, Yellowstone Volcano Observatory, «The Volcanic Explosivity Index: A tool for comparing the sizes of explosive volcanic eruptions» (en inglés) https://www.usgs.gov/observatories/yvo/news/volcanic-explosivity-index-a-tool-comparing-sizes-explosive-volcanic (Fuente principal de la escala, los volúmenes de referencia, Paricutín, Santa Elena, Pinatubo, Hunga Tonga. Se leyó mediante un extracto; los números de Toba y Hunga Tonga conviene revisarlos en el original.)
  3. Newhall, C. G. y Self, S. (1982), «The volcanic explosivity index (VEI): an estimate of explosive magnitude for historical volcanism», Journal of Geophysical Research, 87 (C2), 1231–1238 https://doi.org/10.1029/JC087iC02p01231 (Solo se verificó la ficha bibliográfica; no se leyó el artículo completo.)
  4. INPRES (Argentina), «Índice de explosividad de un volcán» (PDF, en español) https://www.argentina.gob.ar/sites/default/files/2022/11/indice_de_explosividad_de_un_volcan.pdf (Autores, año, escala 0–8 y valores de referencia. Su descripción incluye la lava entre los productos considerados, mientras que el USGS aclara que en el volumen de referencia se cuenta la tefra; este artículo sigue al USGS.)
  5. USGS, «Volcanic Explosivity Index (VEI): a numeric scale that measures the…» (descripción de la ilustración, en inglés) https://www.usgs.gov/media/images/volcanic-explosivity-index-vei-a-numeric-scale-measures-t (Definición del grado 0 y del grado 8. El texto de la página tiene partes ilegibles.)
  6. Universidad Estatal de San Diego, «How Volcanoes Work: Variability in eruptions» (en inglés) https://volcanoes.sdsu.edu/Variability.html (Aumento de unas 10 veces por grado; Tambora y Toba.)
  7. Thouret, J.-C., Davila, J. y Eissen, J.-P. (1999), «Largest explosive eruption in historical times in the Andes at Huaynaputina volcano, A.D. 1600, southern Peru», Geology, 27 (5), 435–438 (resumen en el repositorio del Instituto Geofísico del Perú) https://repositorio.igp.gob.pe/items/f90e019b-e7af-4b36-a56c-2e98d800681b (Solo se leyó el resumen; el volumen depende del método de medición y otros estudios dan cifras distintas.)