A menudo pensamos en los volcanes como rascacielos de maravillas, pero estos portales al inframundo geológico también se encuentran bajo el agua. Desafortunadamente, los volcanes submarinos son más complicados de estudiar que sus hermanos terrestres. Pero sería difícil encontrar a alguien más encantado con ellos (y más obstinadamente decidido a estudiarlos) que Jackie Caplan-Auerbach.

Caplan-Auerbach, vulcanólogo de la Western Washington University, también es sismólogo, alguien que utiliza las sacudidas de los terremotos para comprender la geofísica. Y resulta que los volcanes activos son prodigiosos productores de terremotos; Hacen tanto ruido sísmico como pueden. Para Caplan-Auerbach, ese ruido es música para sus oídos científicos: datos que pueden usarse para aprender sobre el funcionamiento interno de nuestro planeta.

Escuchar estas canciones volcánicas no se trata sólo de saciar una curiosidad científica aislada. Cuando un volcán submarino en el Pacífico Sur llamó catastróficamente Hunga Tonga-Hunga Ha'apai explotó en enero de 2022, produjo un devastador tsunami regional, hizo que la atmósfera vibrara como la superficie de un tambor y enterró en cenizas la isla principal del Reino de Tonga. Caplan-Auerbach y sus colegas esperan que, al estudiar la banda sonora de erupciones tan violentas, puedan aprender lo suficiente sobre la física detrás de los paroxismos para aliviar los impactos de futuros desastres volcánicos.

Quanta revista Se reunió con Caplan-Auerbach para hablar sobre su viaje hacia la geofísica y cómo es estudiar las melodías de estas montañas magmáticas. La entrevista ha sido condensada y editada para mayor claridad.

¿Cómo describe lo que hace?

Estudio los terremotos que se producen en los sistemas volcánicos, que describo como los cantos del volcán. Siempre me ha gustado el sonido. Y siempre me han encantado la resonancia y las ondas estacionarias. Un ejemplo clásico de ondas estacionarias es cuando tomas una cerveza y soplas sobre la parte superior de la botella, y suena, o cuando pasas el dedo por la parte superior de tu copa de vino, lo cual es más de mi gusto por la bebida, y la copa canta. Todo tiene un zumbido asociado a su forma y a sus propiedades materiales, y los volcanes no son diferentes. Sus conductos emiten zumbidos.

No sé por qué, pero esa ciencia siempre me ha atraído mucho. Eso era exactamente lo que me encantaba y puedo hacerlo en volcanes.

Tienes hablado previamente con ¿Cuánto, para una historia sobre cómo los terremotos dentro de los volcanes pueden revelar si la roca fundida se está acumulando en las profundidades o moviéndose hacia la superficie, lo que tal vez provoque una erupción. Pero, ¿cómo se pueden espiar los volcanes submarinos? 

Los océanos en general son difíciles de estudiar. No puedes ver muy lejos; Es muy difícil dejar los instrumentos. Hace frío. Es alta presión. Es salado. Las cosas se corroen e implosionan.

Si queremos monitorear los volcanes submarinos, podemos colocar instrumentos allí. La mayoría de las veces tiramos instrumentos por la borda, incluidos sismómetros; luego nos vamos y luego volvemos, recuperamos los instrumentos y vemos qué pasó mientras estábamos fuera. Pero si queremos obtener información en tiempo real, normalmente tenemos que tender un cable instrumentado, y los costos son astronómicos.

¿Qué tipo de instrumentos puedes utilizar? 

Hidrófonos u oídos mecánicos que escuchan a todo tipo de ruidos submarinos, son una herramienta maravillosa. Hay una zona a aproximadamente un kilómetro bajo el agua donde el sonido queda atrapado. Si tiene un hidrófono allí, puede escuchar sonidos literalmente a miles de kilómetros de distancia. Puedes configurar una matriz que te diga: 'Oh, ese sonido proviene de aquí y ese sonido proviene de allá'. Puedes escuchar terremotos, puedes escuchar deslizamientos de tierra, puedes escuchar erupciones volcánicas, puedes escuchar ballenas, puedes escuchar barcos... Dios, los barcos hacen ruido. Y puedes transmitir las canciones de la actividad volcánica.

En un mundo ideal, todavía tendrías tus sismómetros en el propio volcán. Pero sólo un hidrófono puede decirte muchísimo. Se han implementado hidrófonos en el área de Tonga varias veces y es una herramienta que me encantaría usar más.

Me imagino que, bajo o sobre el agua, cada nueva erupción es como escuchar por primera vez un nuevo dialecto que necesita traducción.

Bien. ¿Cuándo tendremos un flujo de lava de escombros acercándose a la costa, versus cuándo tendremos un flujo de lava más parecido a un río goteando hacia adentro? Al principio no sabemos cómo identificar este tipo de cosas. Por eso la ciencia es divertida. Lo divertido es decir: No lo sé, ¿y cómo puedo saberlo?

¿Qué tienen los volcanes submarinos que te seducen?

Nos muestran que suceden cosas extraordinarias bajo el agua que ni siquiera conocemos. Me hace sentir que simplemente no somos tan relevantes, lo cual creo que es maravilloso. Este planeta no está aquí para nosotros. Este planeta está haciendo sus propias cosas.

¿Existen erupciones o terremotos que carezcan de este dilema emocional?

hablo de la Terremoto de Denali de 2002 como el terremoto perfecto: fue enorme, tuvo impactos asombrosos, respondió muchas preguntas sobre cómo funciona esa falla, pero no mató a nadie. Fue este evento de casi magnitud 8.0 el que realmente podía entusiasmarte sin sentirte culpable.

Ésa es otra cosa buena de los volcanes submarinos. Con la excepción de este tonto en Tonga, en su mayor parte, la gente no se ve afectada por ellos.

¿Alguna vez estuvo tentado a especializarse en algo más que volcanes submarinos?

Cuando fui a la Universidad de Hawai'i, me debatía entre hacer geofísica marina y ciencia planetaria. Pensé, Dios mío, podría estudiar Olympus Mons, el volcán más alto de Marte. Pero en mi segundo semestre, realicé un crucero de investigación de 28 días en la cuenca de Lau, en el Pacífico Sur, y eso firmó, selló y entregó geofísica marina. Me encanta estar en barcos. Entonces pensé, al diablo con esas cosas planetarias.

Por maravillosos que sean a menudo, los volcanes submarinos a veces pueden inspirar horror. Así lo demostró en enero de 2022 la violenta Hunga Tonga-Hunga Ha"apai, que, aunque comenzó bajo el agua, se dio a conocer inmediatamente explotando sobre la superficie del mar y abriendo un agujero en la atmósfera de la Tierra. ¿Cómo se mantiene tu fascinación por los volcanes y los terremotos frente a estos desastres?

Ése es uno de los desafíos del estudio de los peligros naturales: ¿Cómo puedo estar tan entusiasmado con la ciencia y la no seas irrespetuoso a las personas que fueron impactadas negativamente? Y eso es realmente difícil. Cuando me pongo feliz por estas cosas, también puede ser porque todavía no he trabajado en una erupción que fue devastadora.

La onda expansiva de la erupción de Tonga tsunamis desencadenados en el otro lado del mundo, tanto en el Océano Atlántico como en el Mar Mediterráneo, algo que hasta ese momento era solo una posibilidad teórica, ¿verdad? 

Sí. La erupción de Tonga confirmó que se pueden provocar tsunamis por ondas de gravedad atmosféricas. Eso es alucinante.

Estamos a casi dos años de aquel extraordinario explosivo. erupción. ¿La investigación sobre ese evento ha impulsado de alguna manera la ciencia de la vulcanología?

Sí. La mayor parte del volcán es bastante intacto, y eso es una locura. Y lo que salió de allí (los escombros volcánicos expulsados) viajó hasta ahora bajo el agua. Con un evento tan grande e inusual como este, creo que reescribe y redirige nuestras preguntas. Creo que esta erupción plantea preguntas que tal vez no nos habíamos planteado antes. Principalmente, ¿cómo se produce tanto poder explosivo sin que el edificio explote en pedazos?

Entonces, aunque las erupciones prominentes pueden ser peligrosas, la ventaja es que brindan a los científicos pistas sobre la forma en que funcionan los volcanes.

Bien. A veces encontramos estas pistas porque utilizamos una tecnología diferente. A veces los encontramos porque el planeta nos ofrece un regalo. Y siento que erupciones como esta, hasta cierto punto, y con respecto a las personas que se ven afectadas negativamente, son científicamente un regalo.

Este verano, su investigación llamó la atención de un grupo inesperado: Swifties.  

Ay dios mío. No me arrepiento de nada de eso.

Taylor Swift actuó en el Lumen Field de Seattle los días 22 y 23 de julio y pudiste observar las ondas sísmicas generadas por los conciertos. De acuerdo a tu análisis, estas actuaciones produjeron una actividad sísmica mensurable, como un pequeño terremoto. Y consiguió un montón de atención de prensa. ¿Como fue eso?

Ya no soy la persona que estudia los volcanes. Soy la persona conocida por el Swift Quake. Es totalmente ridículo. La gente ha preguntado: ¿Taylor Swift se ha acercado? No, Taylor Swift no se ha acercado. 

Usted está presentación su trabajo sobre el terremoto Swift en la reunión de la Unión Geofísica Americana en San Francisco en diciembre. ¿Qué estarás revelando?

Los datos son geniales. Puedes identificar canciones individuales como “Blank Space” y “Shake It Off” identificando sus latidos por minuto (su ritmo) usando un sismómetro. Y de hecho somos capaces de distinguir cosas como la música amplificada, la banda o el comportamiento de la multitud. Tienen características sísmicas realmente distintas e interesantes.

Esto no es tan diferente de identificar diferentes tipos de actividad dentro de volcanes submarinos.

Bien. Los diferentes ritmos de terremotos volcánicos corresponden a diferentes tipos de actividad volcánica, desde magma en movimiento que se agrieta a través de rocas hasta deslizamientos de tierra. Y hay personas que están realmente intrigadas por el terremoto Swift que no son científicos, y cuando se trata de ciencia, cualquier cosa que capte el interés del público es genial. Me hace muy feliz. 

Mucha gente piensa que un vulcanólogo es alguien que escala montañas ardientes y toma muestras de roca sólida y lava burbujeante. Pero usar terremotos para “escuchar” magma, gases y Swifties también implica mucha física, y parece que eres un físico de corazón. Entonces, ¿qué fue primero para ti: los volcanes o la física?

Mi padre tenía un título en medicina pero siempre amó la astronomía. Cuando visitábamos su casa, nos sentábamos afuera, él tenía un telescopio y hablábamos de las estrellas. Me encantaba la astronomía y la astrofísica. Básicamente, me encantaba la física. Recuerdo que en mi clase de física de primer año estábamos literalmente de pie y animando una derivación.

Suena un poco como ver cómo se realiza un gran truco de magia. 

¡Fue! Recuerdo dos conferencias que fueron mágicas. Uno estaba demostrando que la velocidad de la luz era constante, que no dependía de un marco de referencia. Y fue totalmente mágico que este número se salga de las matemáticas.. Y la otra fue cuando derivamos E = mc². Fue tan genial.

Todo el mundo parece pensar que llegamos a la geología porque nos encantaban las excursiones. Pero lo que me atrapó fue esa derivación. Y a veces pienso que deberíamos celebrar la belleza de eso, porque para algunas personas eso es suficiente. Eso es cautivador. Me encanta estar en el campo y me encanta usar sismómetros y estar en barcos. Pero creo que también deberíamos celebrar la belleza de la física.