{"id":150446,"date":"2013-12-10T15:32:44","date_gmt":"2013-12-10T20:32:44","guid":{"rendered":"http:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/?p=150446"},"modified":"2017-03-10T13:19:40","modified_gmt":"2017-03-10T16:19:40","slug":"un-vigia-espacial","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/un-vigia-espacial\/","title":{"rendered":"Un vig\u00eda espacial"},"content":{"rendered":"
\"El

United States Geological Survey (USGS)<\/span><\/a> El Kilauea, en Haw\u00e1i, (foto<\/em>) se encuentra en erupci\u00f3n casi permanente desde hace a\u00f1osUnited States Geological Survey (USGS)<\/span><\/p><\/div>\n

Entre los cientos de volcanes activos en la Tierra (la cantidad exacta es objeto de debate entre los expertos), pocos son monitoreados con instrumentos fijos e investigadores en campo, ya que \u00e9stos se arriesgan a perecer asfixiados, enterrados o incinerados. Pese a que varios sat\u00e9lites escudri\u00f1an constantemente la superficie terrestre, no existe un sistema global capaz de alertar a las poblaciones vecinas a los volcanes cu\u00e1ndo una erupci\u00f3n es inminente. Ese objetivo a\u00fan se encuentra lejos de alcanzarse, pero se han propuesto alternativas para el estudio de las actividades volc\u00e1nicas en escala planetaria. En ese contexto, investigadores de la Universidad de Campinas (Unicamp) y de la Universidad de Cambridge, en Inglaterra, han desarrollado un m\u00e9todo destinado a analizar las im\u00e1genes de volcanes obtenidas mediante diferentes sensores de radiaci\u00f3n infrarroja dispuestos a bordo de sat\u00e9lites y, as\u00ed, tal vez puedan anticiparse en meses las erupciones.<\/p>\n

El equipo de cient\u00edficos aplic\u00f3, en distintos estudios, la metodolog\u00eda que apunta al estudio de la actividad en cinco volcanes activos durante el transcurso de la \u00faltima d\u00e9cada en diferentes sitios del planeta. Los resultados indican que podr\u00eda implementarse un sistema autom\u00e1tico para la detecci\u00f3n, desde el espacio, de alteraciones sutiles en la actividad termal de los volcanes, que funcionan como un indicador de que esos sistemas se aprontan a entrar en erupci\u00f3n. \u201cLa investigaci\u00f3n de esas anomal\u00edas, a partir de algoritmos desarrollados en nuestra investigaci\u00f3n, permite la identificaci\u00f3n de se\u00f1ales que preceden al flujo de lava en determinados volcanes\u201d, dice el ingl\u00e9s Samuel Murphy, quien defendi\u00f3 su tesis doctoral sobre este tema al comienzo de este a\u00f1o en la Unicamp, bajo la direcci\u00f3n de Carlos Roberto de Souza Filho, ge\u00f3logo especialista en monitoreo remoto de la universidad paulista, y del vulcan\u00f3logo Clive Oppenheimer, de la Universidad de Cambridge. Cuanto m\u00e1s caliente es un objeto, m\u00e1s radiaci\u00f3n infrarroja emite. \u201cSe puede observar desde el espacio la variaci\u00f3n de la energ\u00eda t\u00e9rmica emitida por un volc\u00e1n a lo largo del tiempo\u201d, explica Souza Filho. Luego de concluir en 2007 su maestr\u00eda en geolog\u00eda en la Universidad de Bristol, en el Reino Unido, Murphy decidi\u00f3 conocer a una parte de la familia de su madre brasile\u00f1a, en Campinas, y acab\u00f3 ingresando en la Unicamp. Ah\u00ed se convirti\u00f3 en alumno de doctorado de Souza Filho, quien fuera colega de Oppenheimer durante su doctorado en Inglaterra.<\/p>\n

En un art\u00edculo publicado recientemente, en abril de este a\u00f1o, en la Remote Sensing of Environment<\/i>, la revista con mayor factor de impacto del \u00e1rea, los ge\u00f3logos y vulcan\u00f3logos ingleses y brasile\u00f1os mostraron el potencial de esta metodolog\u00eda. Compararon la actividad del L\u00e1scar, en el norte de Chile, entre 2000 y 2012, con la de otros tres volcanes; el Erta Ale, en Etiop\u00eda, con su lago de lava m\u00e1s o menos constante; el Kilauea, en Haw\u00e1i, que vierte lava casi sin interrupci\u00f3n desde 1983; y el explosivo Kliuchevsk\u00f3i, el mayor volc\u00e1n de la pen\u00ednsula de Kamchatka, en Rusia. Las im\u00e1genes t\u00e9rmicas que se utilizaron en el trabajo fueron generadas por dos sensores infrarrojos, el Aster y el Modis, ambos montados en el sat\u00e9lite Terra, lanzado por la NASA en 1999. Su \u00f3rbita de alrededor de 700 kil\u00f3metros de altitud atraviesa los polos Norte y Sur, logrando que el sat\u00e9lite cruce el ecuador siempre a la misma hora del d\u00eda o de la noche.<\/p>\n

El Aster capta la radiaci\u00f3n infrarroja en varias longitudes de onda y genera im\u00e1genes con una resoluci\u00f3n espacial considerada relativamente alta, entre 30 y 90 metros. Aunque la resoluci\u00f3n espacial de 1 kil\u00f3metro del Modis sea bastante menor que la del Aster, \u00e9ste registra dos im\u00e1genes de un mismo sitio de la Tierra cada 24 horas, mientras que el Aster, en promedio, lo hace solamente una vez cada 16 d\u00edas. La idea de los investigadores consisti\u00f3 en analizar en conjunto las im\u00e1genes provistas por ambos sensores. Las informaciones del Aster se utilizaron para demarcar regiones de los volcanes con temperatura anormal y las del Modis para ayudar a controlar la evoluci\u00f3n de esas \u00e1reas a trav\u00e9s del tiempo.<\/p>\n

\"044-047_Vulcoes_214-01\"<\/a>De este modo, se pudo registrar la evoluci\u00f3n del lago de lava dentro del cr\u00e1ter del Kliuchevsk\u00f3i en dos ocasiones. En febrero de 2007, las im\u00e1genes ya indicaban actividad anormal en el volc\u00e1n, pero reci\u00e9n en junio comenzaron las erupciones. Como consecuencia de esa erupci\u00f3n se debi\u00f3 interrumpir el tr\u00e1fico a\u00e9reo en algunas regiones de Asia y de Estados Unidos. En 2008, tambi\u00e9n se registraron meses antes se\u00f1ales de una erupci\u00f3n menor. Los cient\u00edficos sugieren que los derrames de lava de las erupciones del Kliuchevsk\u00f3i podr\u00edan preverse con dos semanas de anticipaci\u00f3n. Eso ser\u00eda posible si existiese un sistema de monitoreo autom\u00e1tico capaz de emitir un alerta cuando un \u00e1rea en el interior del cr\u00e1ter, equivalente a m\u00e1s de 5 p\u00edxeles del total de 500 millones que contienen las im\u00e1genes enviadas por el sat\u00e9lite, elevara en 40\u00baC su temperatura con respecto a su entorno.<\/p>\n

Los datos aportados por el Modis tambi\u00e9n sirvieron para identificar sutiles oscilaciones semanales, mensuales y anuales en el tama\u00f1o y la intensidad de las regiones con temperatura anormal de los volcanes. \u201cOscilaciones m\u00e1s r\u00e1pidas\u00a0 se asocian con la actividad superficial, es decir, con los derrames de lava\u201d, explica Murphy. \u201cEn tanto, las variaciones m\u00e1s lentas se relacionan con la actividad profunda, como por ejemplo el aumento del magma en la c\u00e1mara magm\u00e1tica\u201d. Tambi\u00e9n particip\u00f3 en el trabajo el vulcan\u00f3logo Robert Wright, de la Universidad de Haw\u00e1i en Manoa, Estados Unidos, quien propuso un sistema pionero para el monitoreo global de los volcanes en 2000, a partir de las im\u00e1genes provistas por el sensor Modis.<\/p>\n

En un trabajo previo, publicado en 2011 en el peri\u00f3dico Journal of Volcanology and Geothermal Research<\/i>, Souza Filho, Oppenheimer y Murphy analizaron las im\u00e1genes obtenidas por el Aster, entre 2000 y 2009, de dos volcanes muy distintos. El monte Erebus se alza en la isla de Ross, en la Ant\u00e1rtida, en una g\u00e9lida regi\u00f3n polar y posee un lago de lava permanente, con actividad constante, mientras que el chileno L\u00e1scar se encuentra en un desierto abrasador y sus erupciones explosivas son intermitentes. El desaf\u00edo consisti\u00f3 en detectar y delimitar, en las im\u00e1genes infrarrojas, sectores de los volcanes con temperaturas tan s\u00f3lo algunas decenas de grados m\u00e1s calientes o m\u00e1s fr\u00edas que las de sus alrededores, e interpretarlas con el auxilio de los informes registrados en las expediciones de campo a los volcanes.<\/p>\n

Los investigadores lograron identificar un sutil aumento de la temperatura en el interior del cr\u00e1ter del Erebus, asociado con una pluma acuosa fuera de lo com\u00fan, muy rica en compuestos vol\u00e1tiles, que el volc\u00e1n emiti\u00f3 en enero de 2001. Tan interesante como esa medici\u00f3n fue la detecci\u00f3n del calentamiento alrededor del L\u00e1scar nueve meses antes de un per\u00edodo de erupciones ocurrido en octubre de 2002, probablemente debido a un aumento en la emisi\u00f3n de gases. Tres meses antes del comienzo de otra fase de erupciones, en abril de 2006, los investigadores advirtieron una declinaci\u00f3n gradual, seguida por un aumento de la temperatura, asociada con la emisi\u00f3n de gases o con la formaci\u00f3n de un domo de lava.<\/p>\n

\"Monte

NICK POWELL \/ NATIONAL SCIENCE FOUNDATION<\/span>Monte Erebus, en la Ant\u00e1rtida: el mayor volc\u00e1n activo de ese continente NICK POWELL \/ NATIONAL SCIENCE FOUNDATION<\/span><\/p><\/div>\n

Los volcanes son sitios de la Tierra donde el magma \u2012la roca derretida que existe en algunos lugares inmediatamente debajo de la corteza terrestre, con temperaturas que oscilan entre 600\u00baC y 1.300\u00baC\u2012 logra ascender y acumularse cerca de la superficie en c\u00e1maras subterr\u00e1neas. Durante una erupci\u00f3n, el magma puede simplemente desbordar del cr\u00e1ter del volc\u00e1n o escapar por fisuras y escurrir derramando lava. Incluso puede solidificarse antes de alcanzar la superficie, acumul\u00e1ndose en domos (vea la figura de al lado<\/i>). \u201cLos domos son peligrosos porque en ellos el magma contiene compuestos vol\u00e1tiles, principalmente agua, disueltos e incorporados dentro de s\u00ed, y las altas temperaturas y concentraciones de esos compuestos vol\u00e1tiles pueden provocar erupciones extremadamente violentas\u201d, explica Murphy.<\/p>\n

Todo depende de la composici\u00f3n qu\u00edmica del magma. Cuanto menor sea la proporci\u00f3n de s\u00edlice en el mismo, m\u00e1s fluida es su lava y las erupciones tienden a ser m\u00e1s suaves y continuas, tal como ocurre en los volcanes de Haw\u00e1i. Cuanto mayor sea la concentraci\u00f3n de s\u00edlice, m\u00e1s viscoso es el magma que, a menudo, se acumula en domos hasta explotar. Las explosiones pueden generar una pluma de cenizas, vapor, gas carb\u00f3nico y di\u00f3xido de azufre, que alcanza decenas de kil\u00f3metros de altura; o bien corrientes de rocas y cenizas alrededor del volc\u00e1n, que se desplazan a velocidades de hasta 300 metros por segundo, el denominado flujo pirocl\u00e1stico.<\/p>\n

En el planeta se registran anualmente entre 50 y 70 erupciones, que pueden durar horas o meses. Las corrientes atmosf\u00e9ricas esparcen las cenizas de las grandes erupciones a miles de kil\u00f3metros. Esas cenizas pueden acumularse, derretirse y fundirse dentro de las turbinas de los aviones. Hasta ahora, ninguna aeronave cay\u00f3 por esa raz\u00f3n (aunque los vuelos hayan sido afectados temporalmente), pero los da\u00f1os en las turbinas y la interrupci\u00f3n del tr\u00e1fico a\u00e9reo en varios pa\u00edses durante algunos d\u00edas pueden significar cifras de miles de millones de d\u00f3lares.<\/p>\n

El estado de Rio Grande do Sul se ve afectado peri\u00f3dicamente por las plumas de las erupciones de los volcanes andinos. La ma\u00f1ana del 21 de abril de 1993, los ga\u00fachos<\/i> que salieron temprano de su hogar para la votaci\u00f3n del plebiscito nacional sobre el sistema de gobierno del pa\u00eds fueron sorprendidos por una leve gar\u00faa de cenizas. En Porto Alegre, las calles, cap\u00f3s de autom\u00f3viles y los techos quedaron cubiertos por una fina capa de polvo oscuro lanzada a la atm\u00f3sfera por una erupci\u00f3n del volc\u00e1n L\u00e1scar, en el norte de Chile, a 1.800 kil\u00f3metros de distancia. M\u00e1s recientemente, en 2011, el espacio a\u00e9reo del estado fue cerrado a causa de la erupci\u00f3n de otro volc\u00e1n chileno, el Puyehue.<\/p>\n

Aunque son generalmente imprevisibles, los volcanes suelen brindar se\u00f1ales de que van a entrar en erupci\u00f3n, a veces con horas y otras con meses de anticipaci\u00f3n. El s\u00edntoma m\u00e1s estudiado es el aumento en los temblores de tierra, detectados por las estaciones sismol\u00f3gicas. Otras pistas frecuentes son las modificaciones de algunos cent\u00edmetros en el relieve, que pueden detectarse, por ejemplo, mediante sistemas de radares interferom\u00e9tricos; y el aumento en la emisi\u00f3n de gases y los cambios en su composici\u00f3n. El grupo de la Unicamp-Cambridge apuesta a otra vertiente: el seguimiento satelital de la variaci\u00f3n de la actividad termal en todo el volc\u00e1n y sus alrededores. Seg\u00fan Souza Filho, la mayor\u00eda de los trabajos anteriores se concentraba en cuantificar, en una imagen satelital, la regi\u00f3n con temperatura m\u00e1xima de un volc\u00e1n o la temperatura promedio de un volc\u00e1n en su conjunto. Con todo, lo que generalmente permite diferenciar un volc\u00e1n dormido de uno pr\u00f3ximo a explotar son las variaciones de temperatura en sitios espec\u00edficos.<\/p>\n

\"044-047_Vulcoes_214-02\"<\/a>\u201cTodav\u00eda restan desaf\u00edos para convertir a dichas mediciones satelitales en una operaci\u00f3n de rutina\u201d, comenta Oppenheimer por e-mail<\/i>, en directo desde la isla de Ross, en la Ant\u00e1rtida, donde estudia al mayor volc\u00e1n activo del continente, el monte Erebus. \u201cPero la investigaci\u00f3n de Murphy no s\u00f3lo identific\u00f3 tendencias asombrosas en las emisiones de calor de los volcanes, sino que tambi\u00e9n analiz\u00f3 los detalles de t\u00e9cnicas para automatizar el procesamiento de enormes vol\u00famenes de datos y extraer r\u00e1pidamente las se\u00f1ales t\u00e9rmicas que nos interesan\u201d. Las oscilaciones de temperatura podr\u00edan ayudar para prever la duraci\u00f3n e intensidad de futuras erupciones. \u201cCada volc\u00e1n presenta una actividad muy particular\u201d, explica la vulcan\u00f3loga brasile\u00f1a Rosaly Lopes, del Laboratorio de Propulsi\u00f3n a Chorro, de la NASA. \u201cResulta importante comprender esa individualidad porque probablemente su comportamiento ser\u00e1 similar en el futuro\u201d.<\/p>\n

Murphy prosigue con las investigaciones de monitoreo remoto de los volcanes activos en la Unicamp, mediante una beca de posdoctorado concedida por la FAPESP. Souza Filho y \u00e9l est\u00e1n analizando im\u00e1genes del m\u00e1s reciente sat\u00e9lite de observaci\u00f3n de la Tierra con que cuenta la NASA, el Landsat 8. En 2014, la Agencia Espacial Europea pondr\u00e1 en \u00f3rbita dos nuevos sat\u00e9lites: Sentinels 2 y 3. En conjunto, los datos aportados por esos sat\u00e9lites permitir\u00e1n el monitoreo de los volcanes con im\u00e1genes con una resoluci\u00f3n espacial de hasta 10 metros, tomadas cada cinco d\u00edas. Sin embargo, Murphy ya dedujo en sus tesis que incluso los nuevos instrumentos no ser\u00edan capaces de registrar temperaturas confiables de los volcanes. En un art\u00edculo aceptado para su publicaci\u00f3n el mes pasado en la revista Sensing of Environment<\/i>, los investigadores propusieron un m\u00e9todo todav\u00eda m\u00e1s refinado para calcular la energ\u00eda t\u00e9rmica irradiada en cada punto de un volc\u00e1n. \u201cAguard\u00e1bamos con cierta ansiedad las conclusiones de ese art\u00edculo en particular. Se trata de una propuesta pol\u00e9mica, ya que podr\u00eda modificar la forma en que se est\u00e1n midiendo las anomal\u00edas t\u00e9rmicas desde el espacio al menos desde la d\u00e9cada de 1970\u201d, dice Souza Filho.<\/p>\n

Proyecto<\/strong>
\n<\/span>Monitoreo global de volcanes con \u00e9nfasis en Am\u00e9rica del Sur, utilizando la pr\u00f3xima generaci\u00f3n de sensores orbitales (n\u00ba 2013\/ 03711-5<\/a>); Modalidad<\/b> Beca de Posdoctorado; Coord.<\/b> Samuel Murphy \u2013 Unicamp; Inversi\u00f3n<\/b> R$ 163.082,88 (FAPESP).<\/p>\n

Art\u00edculos cient\u00edficos<\/em>
\nMURPHY, S.W.\u00a0et al<\/em>.\u00a0Modis and Aster synergy for characterizing thermal volcanic activity<\/a>.\u00a0Remote Sensing of Environment<\/strong>. n. 131. 15 abr. 2013.
\nMURPHY, S.W.; OPPENHEIMER, C.; SOUZA FILHO, C.R.,\u00a0Calculating radiant flux from thermally mixed pixels using a spectral library<\/a>.\u00a0Remote Sensing of Environment<\/strong>. n.132 (aceito em 21 nov. 2013).<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"Im\u00e1genes infrarrojas pueden ser \u00fatiles para pronosticar erupciones","protected":false},"author":14,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"_exactmetrics_skip_tracking":false,"_exactmetrics_sitenote_active":false,"_exactmetrics_sitenote_note":"","_exactmetrics_sitenote_category":0,"footnotes":""},"categories":[181],"tags":[309],"coauthors":[103],"class_list":["post-150446","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-ciencia-es","tag-geologia-es"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/150446","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/users\/14"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=150446"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/150446\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=150446"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=150446"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=150446"},{"taxonomy":"author","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/coauthors?post=150446"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}