Evolución reológica de un trachibasalto del Monte Etna bajo enfriamiento lento

Por qué importa la forma en que la lava se vuelve rígida

Cuando un volcán como el Monte Etna entra en erupción, los ríos incandescentes de lava no solo se enfrían; se vuelven progresivamente más rígidos e incluso pueden fracturarse a medida que diminutos cristales crecen en su interior. La rapidez con que ocurre este endurecimiento influye en la distancia que recorrerán los flujos de lava, en su espesor y en qué comunidades o infraestructuras quedan en su trayectoria. Este estudio examina, con un nivel de detalle inusual, cómo una lava del Etna pasa de un líquido fluido a una pasta viscosa rica en cristales bajo un enfriamiento lento y realista, proporcionando datos que pueden hacer más fiables las predicciones de avance de flujos de lava.

Un vistazo más de cerca a una lava del Monte Etna

Los investigadores se centraron en un tipo específico de roca volcánica fluida, un trachibasalto expulsado por el Monte Etna en 2001. Primero trituraron y remadecieron fragmentos de esta lava para obtener un vidrio sin burbujas que reproduce fielmente la composición original. Mediciones químicas de alta precisión antes y después de los experimentos confirmaron que el material permaneció esencialmente inalterado, de modo que cualquier cambio en el comportamiento del flujo pudo atribuirse a la temperatura y al crecimiento cristalino, y no a una deriva química no deseada.

Recrear las condiciones de flujo de lava en el laboratorio

Para imitar lo que ocurre cuando la lava se desplaza por conductos someros o se extiende por el terreno, el equipo utilizó un aparato rotacional llamado reómetro de cilindros concéntricos. Un pequeño crisol de lava fundida se mantuvo a 1400 °C, se agitó hasta conseguir homogeneidad completa y luego se enfrió a tasas muy lentas y controladas de 0,1 o 0,5 °C por minuto —similares a la caída de temperatura que la lava real puede experimentar al radiar calor al entorno—. Al mismo tiempo, la fundición fue sometida a diferentes velocidades de corte constantes, representando la agitación interna y el estiramiento que la lava experimenta al fluir. El instrumento registró de forma continua la dificultad para mantener el movimiento de la lava, una medida directa de cómo evolucionaba su resistencia al flujo a medida que empezaban a formarse cristales.

Cómo los diminutos cristales alteran el flujo

A temperaturas altas, muy por encima del punto en que los cristales pueden existir, la lava se comportó como un líquido simple: al enfriarse, su resistencia al flujo aumentó de forma suave y predecible. Una vez que la temperatura bajó por debajo del umbral en el que pueden comenzar a aparecer cristales, hubo una fase de incubación "silenciosa" en la que la resistencia medida al flujo aún seguía la tendencia del líquido puro. Solo cuando se formaron suficientes cristales —apenas unos pocos por ciento en volumen— el comportamiento de la lava se desvió bruscamente, con la resistencia al flujo disparándose por órdenes de magnitud. Bajo ciertas condiciones, el material acabó fallando de forma dúctil, con la deformación concentrándose en zonas estrechas y el conjunto comportándose más como un sólido que se deforma que como un líquido simple.

Los roles en competencia del enfriamiento y la agitación

Al comparar experimentos con distintas condiciones de enfriamiento y cizallado, el estudio muestra que la velocidad de enfriamiento es el factor principal que controla cuándo la cristalización empieza a afectar al flujo. Un enfriamiento más lento permite que los cristales se formen más cerca de la temperatura de equilibrio teórica, por lo que el inicio del endurecimiento se aproxima al liquidus calculado cuando las tasas de enfriamiento son muy bajas. La agitación impuesta desempeña un papel secundario pero claro: un cizallado más intenso tiende a provocar los efectos cristalinos a temperaturas algo mayores y puede favorecer episodios de reorganización interna, donde cristales alargados se alinean con el flujo y producen fluctuaciones breves y ruidosas en la resistencia medida antes de que el material se endurezca o rompa de forma súbita.

De los números de laboratorio a las previsiones de peligro

Al integrar estos nuevos experimentos de enfriamiento lento con datos anteriores obtenidos a enfriamiento más rápido, los autores muestran que la temperatura a la que la lava comienza a endurecerse sigue una relación sistemática y curvada con la tasa de enfriamiento. Esta relación implica que a medida que la lava real se enfría con más suavidad, su comportamiento de cristalización se aproxima a los límites impuestos por la termodinámica básica, aunque sigue reflejando la influencia del flujo. Dado que el conjunto de datos completo —incluyendo series temporales brutas de temperatura y viscosidad— se comparte abiertamente, puede integrarse directamente en modelos informáticos de avance de flujos de lava. En términos prácticos, estos hallazgos ayudan a transformar imágenes idealizadas de lava "fluida" en descripciones más realistas de cómo y cuándo realmente se ralentiza, espesa y detiene, refinando las predicciones sobre hasta dónde podría llegar un flujo futuro del Monte Etna o de volcanes similares.

Cita: Di Fiore, F., Vona, A. Rheological evolution of a trachybasalt from Mt. Etna under slow cooling. Sci Data 13, 704 (2026). https://doi.org/10.1038/s41597-026-07048-y

Palabras clave: flujo de lava, viscosidad del magma, cristalización, Monte Etna, riesgos volcánicos