Dominada por el volcán Soufrière, el punto más alto de Guadalupe, los habitantes de esta isla antillana se encuentran entre los 800 millones de personas en el mundo que viven a menos de 100 kilómetros de un peligroso volcán y, por tanto, están sujetos a los caprichos de uno. apodan “la anciana”. Para gestionar mejor el riesgo asociado a las erupciones volcánicas, es fundamental predecir su aparición, lo que a menudo resulta muy difícil debido a la falta de datos sobre el interior del volcán. Elsa Giraudat, del Instituto Langevin de París, y sus colegas del Instituto de Física Globe han logrado un importante avance al producir imágenes tridimensionales de la estructura interna de Soufrière.
El equipo instaló una red de 76 geófonos en las laderas del volcán, dispositivos que miden el ruido sísmico, provocado en particular por actividades humanas o por ondas en la arena. Cuando las ondas sísmicas encuentran estructuras reflectantes en el volcán (fracturas, bolsas de magma, etc.), cambian de trayectoria. En principio sería posible, midiéndolos en la superficie, reconstruir la estructura interna del edificio. Alexandre Aubry, director de investigación del CNRS, que participó en el estudio, explica: “Durante mucho tiempo no utilizamos el ruido sísmico, aunque contiene mucha información. Los investigadores se dieron cuenta hace unos veinte años de que si correlacionamos el ruido sísmico registrado por dos geófonos, accedemos a lo que llamamos la “respuesta impulsiva” entre estos geófonos: todo sucede como si estuviéramos creando un microsismo en uno de los dispositivos y escucháramos a él desde el otro. Considerando todas las combinaciones posibles de pares, obtenemos una matriz de reflexión, a partir de la cual construimos una imagen de las estructuras reflectantes del volcán, como en ultrasonido. »
Sin embargo, la imagen así recogida se ve desdibujada por las heterogeneidades del entorno, que crean distorsiones. Para corregir estas aberraciones, los investigadores aplicaron procesamiento informático a sus datos, inspirándose en un método utilizado en astronomía con ondas de luz. “Cuando miramos una estrella”, continúa Alexandre Aubry, “la vemos brillar debido a las turbulencias de la atmósfera que distorsionan su imagen. Los astrónomos compensan estas aberraciones utilizando espejos deformables colocados en el telescopio. » En esta técnica llamada “óptica adaptativa”, los astrónomos utilizan un láser apuntado hacia el cielo que excita los átomos de sodio presentes en la atmósfera superior y crea así una “estrella virtual”. La imagen distorsionada por las turbulencias de esta estrella artificial indica cómo configurar el espejo para recoger una imagen clara de estrellas reales. “Aquí retomamos este principio”, continúa Alexandre Aubry. A partir de los datos de la matriz de reflexión sintetizamos tipos de estrellas virtuales en todas las zonas del volcán y “escuchamos” las ondas sísmicas provenientes de esas “estrellas” para estudiar y compensar su distorsión. »
El análisis de los datos de ondas sísmicas revela una imagen a priori inutilizable (izquierda). Pero un nuevo método corrige las distorsiones de la señal. Entonces podemos ver claramente el conducto que conecta la superficie y una red de cámaras de magma de entre 5 y 8 kilómetros de profundidad.
©Elsa Giraudat
Los investigadores obtuvieron así una segunda imagen mucho más nítida del interior del volcán, con una precisión de unos cien metros. Descubrieron que entre los 5 kilómetros de profundidad y la superficie de Soufrière, el magma atraviesa la roca en un largo conducto tortuoso, mientras que entre los 8 y los 5 kilómetros de profundidad se distribuye en grandes lentes horizontales superpuestas entre sí y conectadas por pequeñas verticales. conductos.
Gracias a este método único, Alexandre Aubry y sus colegas esperan ir más allá: “El siguiente paso sería establecer este tipo de imágenes en función del tiempo, para estudiar en profundidad la dinámica del magma. Además, actualmente, para predecir erupciones escuchamos los microsismos en profundidad sin saber realmente de dónde vienen. Por tanto, nuestro método permitiría localizar mejor estos terremotos para saber qué zona subterránea del volcán se está moviendo. » Estos datos también ayudarían a evaluar con precisión las presiones y temperaturas dentro del volcán, la conectividad entre los sistemas magmáticos y la superficie, detectar más tempranamente la presencia de magma potencialmente eruptivo y monitorear su evolución espaciotemporal… parámetros que influyen en la ocurrencia de erupciones volcánicas.
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