Un estudio aporta nuevos datos sobre la formación volcánica de Hawái

En el trabajo, que congregó a científicos de la Universidad de São Paulo y de la University of California, se midió la concentración de hierro de muestras de cuatro volcanes

Por José Tadeu Arantes

Agência FAPESP – En general recordado únicamente en las páginas dedicadas al turismo, Hawái ha generado en las últimas semanas noticias menos apacibles. Una gran masa de lava derretida expelida por el volcán Kilauea, con una temperatura del orden de los 900 grados Celsius y una velocidad promedio de 13,7 metros por hora, avanza por Big Island, la mayor isla del archipiélago hawaiano, y constituye una amenaza para viviendas y establecimientos comerciales.

Hawái está conformado por un conjunto de islas que son en sí mismas producto de la actividad volcánica. El archipiélago se ubica en una de las áreas de mayor vulcanismo del mundo. Por este motivo, su formación y su estructura geológica han sido intensamente investigadas.

Un estudio que congregó a investigadores de la Universidad de São Paulo (USP) y de la University of California en Berkeley (UCB), en Estados Unidos concreta ahora un nuevo aporte a este tema. El grupo fue encabezado por los veteranos profesores Iuda Goldman (USP y Lawrence Berkeley National Laboratory) y Eric Norman (UCB), y por el profesor Paulo Pascholati (USP).

Los resultados quedaron sintetizados en la tesina de maestría de Pedro Vinícius Guillaumon, recientemente presentada en el Instituto de Física de la USP, intitulada “La búsqueda de oligoelementos en rocas volcánicas”.

“Estudiamos muestras de material generadas en 11 volcanes, cuatro de ellos ubicados en Hawái: Kilauea y Mauna Loa en Big Island, y Kauai y Haleakala en islas menores. Con la ayuda de un método de activación por neutrones térmicos asociado a la espectroscopia nuclear, logramos determinar la presencia de 33 elementos químicos en esas muestras”, declaró Goldman a Agência FAPESP.

Un hallazgo importante fue el que indica que los porcentajes de hierro presentes en las muestras recolectadas no son iguales para los diferentes volcanes hawaianos: aumentan de un 7,7% en el Kilauea a un 8% en el Mauna Loa y a un 8,7% en los volcanes de las islas menores. La corteza terrestre, utilizada como referencia, posee un 5,8% de hierro.

“Estos resultados son coincidentes con el conocimiento que apunta que la abundancia de hierro aumenta con la profundidad. Y parecen corroborar la hipótesis que señala que las islas hawaianas se formaron debido a la acción de dos canales de lava y no uno, tal como se pensaba anteriormente”, afirmó Goldman.

Se presume que la lava volcánica proviene de la región del magma, situada a alrededor de 50 kilómetros por debajo de la corteza terrestre. La idea bastante consolidada entre los estudiosos indica que, cuanto más profundamente se ubica el magma, mayor es el porcentaje de hierro en la composición del material considerado.

Y la abundancia de hierro sigue aumentando en dirección hacia el centro de la Terra. El núcleo sólido del planeta, ubicado a más de 5 mil kilómetros por debajo de la corteza, tendría una predominancia de hierro estimada en un 80%.

“La hipótesis tradicional sobre la formación del archipiélago hawaiano postulaba la existencia de un único canal de lava proveniente del magma que habría dado origen a las islas existentes en la zona. Pero en estudios recientes se midieron concentraciones de isótopos del plomo en las rocas volcánicas y se apuntó la posibilidad de que existan dos canales de lavas distintos. Nuestro trabajo con el hierro suministró una indicación fuerte, si bien que no conclusiva, a favor de esta segunda hipótesis”, dijo Guillaumon, quien actualmente cursa su doctorado.

“Las muestras extraídas en los volcanes, de tan sólo un gramo cada una, fueron irradiadas con neutrones en reactores nucleares. Al capturar un neutrón, el átomo de un elemento químico presente en la muestra asume la configuración de un isótopo radiactivo. A través del espectro de la radiación emitida, es posible determinar la naturaleza de ese elemento”, informó Goldman.

Para irradiar las muestras se utilizaron dos reactores nucleares. Una parte del material se irradió en el reactor del Instituto de Investigaciones Energéticas y Nucleares (Ipen, por sus siglas en portugués), emplazado en el campus de la USP, y otra parte en un reactor de la University of California, en el campus de Sacramento, donde estudió Guillaumon. En el estudio de la radiación emitida se empleó la espectroscopia gamma, que permite investigar el rango de frecuencias más altas del espectro electromagnético.

Goldman, nacido en Polonia en 1932 y actualmente profesor titular jubilado en la USP e investigador invitado del Lawrence Berkeley National Laboratory, administrado por la UCB, perfeccionó el método de medición utilizado en el estudio en el transcurso de 60 años de actividad en la física brasileña.