Los científicos saben que el cambio en las hojas de los árboles puede indicar el momento en que un volcán cercano se está volviendo más activo y podría entrar en erupción. En una nueva colaboración entre la NASA y el Instituto Smithsonian, un grupo de científicos ahora cree que es posible detectar estos cambios desde el espacio.
A medida que el magma volcánico asciende a través de la corteza terrestre, libera dióxido de carbono y otros gases que suben a la superficie. Los árboles que absorben el dióxido de carbono se vuelven más verdes y frondosos. Estos cambios son visibles en imágenes de satélites de la NASA como el Landsat 8, junto con instrumentos aerotransportados que forman parte del Experimento Unificado de Validación desde el Aire: de la Tierra al Océano (AVUELO, por sus siglas en inglés).
El diez por ciento de la población mundial vive en zonas susceptibles a riesgos ocasionados por los volcanes. Los pobladores que viven o trabajan a pocos kilómetros de una erupción se enfrentan a peligros que incluyen la expulsión de rocas y polvo y oleadas de gases calientes y tóxicos. A mayor distancia, los residentes y las propiedades son vulnerables a deslizamientos de tierra, lluvia de cenizas y tsunamis que pueden ocurrir después de las explosiones volcánicas. No hay forma de prevenir las erupciones de los volcanes, lo que hace que las primeras señales de actividad volcánica sean cruciales para la seguridad pública. Según el Servicio Geológico de Estados Unidos, socio de la misión Landsat de la NASA, Estados Unidos es uno de los países con mayor actividad volcánica del mundo.
Cuando el magma se eleva en las capas subterráneas antes de una erupción, libera gases, incluyendo dióxido de carbono y dióxido de azufre. Los compuestos de azufre son fácilmente detectables desde la órbita terrestre. Pero las emisiones volcánicas de dióxido de carbono que preceden a las emisiones de dióxido de azufre —y que ofrecen una de las primeras indicaciones de que un volcán ya no está inactivo— son difíciles de distinguir desde el espacio.
La detección remota del reverdecimiento de la vegetación por el dióxido de carbono brinda potencialmente otra herramienta —junto con las ondas sísmicas y los cambios en la altura del suelo— a los científicos para tener una idea clara de lo que está sucediendo debajo de un volcán. “Existen sistemas de alerta temprana de volcanes”, dijo el vulcanólogo Florian Schwandner, jefe de la División de Ciencias de la Tierra en el Centro de Investigación Ames de la NASA en Silicon Valley, California, quien hace una década se asoció con el científico especialista en el clima Josh Fisher, de la Universidad Chapman en Orange, California, y el vulcanólogo Robert Bogue, de la Universidad McGill en Montreal. “El objetivo que tenemos es mejorar estos sistemas y hacer que produzcan alertas más tempranas”.
“Los volcanes emiten una gran cantidad de dióxido de carbono”, dijo Bogue, “pero hay tanto dióxido de carbono existente en la atmósfera que a menudo es difícil medir específicamente el dióxido de carbono volcánico”. Si bien las erupciones grandes pueden expulsar suficiente dióxido de carbono para ser medibles desde el espacio con sensores como el Observatorio Orbital de Carbono 2 de la NASA, la detección de estas señales avanzadas de advertencia mucho más débiles sigue siendo difícil de alcanzar. “Un volcán que emite las modestas cantidades de dióxido de carbono que podrían presagiar una erupción no va a aparecer en las imágenes de satélite”, añadió.
Debido a esto, los científicos deben hacer largas caminatas hasta los volcanes para medir directamente el dióxido de carbono. Sin embargo, muchos de los cerca de 1.350 volcanes potencialmente activos en todo el mundo se encuentran en lugares remotos o en terrenos montañosos difíciles. Eso hace que el monitoreo del dióxido de carbono en estos sitios sea intensivo en mano de obra, costoso y, a veces, peligroso.
Vulcanólogos como Bogue han unido fuerzas con botánicos y científicos del clima para observar los árboles y monitorear la actividad volcánica. “La idea es encontrar algo que podamos medir en lugar de medir directamente el dióxido de carbono”, dijo Bogue, “para tener un indicador que nos ayude a detectar cambios en las emisiones de los volcanes”.
“Existen muchos satélites que podemos usar para hacer este tipo de análisis”, dijo la vulcanóloga Nicole Guinn, de la Universidad de Houston. Guinn ha comparado las imágenes recopiladas con Landsat 8, el satélite Terra de la NASA, Sentinel 2 de la ESA (Agencia Espacial Europea) y otros satélites de observación de la Tierra, para monitorear los árboles que están alrededor del volcán Etna en la costa de Sicilia. El estudio de Guinn es el primero en mostrar una fuerte correlación entre el color de las hojas de los árboles y el dióxido de carbono producido por el magma.
Confirmar sobre el terreno la precisión de estos datos para validar las imágenes satelitales es un desafío que Fisher está abordando con inspecciones de los árboles alrededor de volcanes. Durante la misión de AVUELO llevada a cabo en marzo de 2025, científicos de la NASA y del Instituto Smithsonian desplegaron un espectrómetro a bordo de un avión de investigación para analizar los colores de la vida vegetal en Panamá y Costa Rica.
Fisher dirigió a un grupo de investigadores que recolectaron muestras de hojas de árboles cerca del volcán activo Rincón de la Vieja en Costa Rica mientras también medían los niveles de dióxido de carbono. “Nuestra investigación es una intersección interdisciplinaria bidireccional entre la ecología y la vulcanología”, dijo Fisher. “Estamos interesados no solo en las respuestas de los árboles al dióxido de carbono volcánico como una alerta temprana de erupción; también nos interesa saber cuánto pueden absorber los árboles, como una ventana al futuro de la Tierra cuando todos los árboles del planeta estén expuestos a altos niveles de dióxido de carbono”.
Depender de los árboles como indicadores del dióxido de carbono volcánico tiene sus limitaciones. Muchos volcanes se encuentran en climas que no sustentan suficientes árboles como para que los satélites puedan obtener imágenes. En algunos entornos boscosos, los árboles responden de manera diferente a los cambios en los niveles de dióxido de carbono. Además, los incendios, las condiciones meteorológicas cambiantes y las enfermedades de las plantas pueden complicar la interpretación de los datos satelitales acerca de los gases volcánicos.
Aun así, Schwandner ha sido testigo de los beneficios potenciales de observar de primera mano el dióxido de carbono volcánico. Dirigió un equipo que mejoró la red de monitoreo en el volcán Mayon en Filipinas para incluir sensores de dióxido de carbono y dióxido de azufre. En diciembre de 2017, investigadores del gobierno de Filipinas utilizaron este sistema para detectar las señales de una erupción inminente y abogaron por evacuaciones masivas de las zonas alrededor del volcán. Más de 56.000 residentes fueron evacuados de forma segura antes de que comenzara una gran erupción el 23 de enero de 2018. Como resultado de las alertas tempranas, no hubo víctimas fatales.
El uso de satélites para monitorear los árboles alrededor de los volcanes daría a los científicos información anticipada acerca de otros volcanes y ofrecería advertencias más tempranas de futuras erupciones. “No hay ninguna señal proveniente de los volcanes que sea una solución milagrosa”, dijo Schwandner. “Y rastrear los efectos del dióxido de carbono volcánico en los árboles no será una solución milagrosa. Pero es algo que podría ser revolucionario”.
Por James Riordon
Equipo de Noticias de Ciencias de la Tierra de la NASA
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