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Lengua de señas
El estudio se centra en identificar la "huella digital" de cada evento volcánico. Mediante el análisis de depósitos, distribución espacial y características minerales, el SGC busca definir con precisión qué volcanes dieron origen a las capas de ceniza que hoy cubren gran parte de Colombia y generar conocimiento para la evaluación de la amenaza volcánica y la toma de decisiones en torno al ordenamiento territorial, la seguridad alimentaria y la salud pública de las zonas donde se encuentran estos depósitos.
Vulcanólogos de la Dirección de Geoamenazas del SGC aportan su conocimiento en la identificación y análisis de los depósitos de ceniza. Crédito: David Amado Pintor.
"Proponer este proyecto es fundamental si se tiene en cuenta que, durante una erupción explosiva, las cenizas pueden ser transportadas por el viento a grandes distancias antes de depositarse, ampliando sus efectos sobre zonas extensas del territorio. Un ejemplo de ello ocurrió durante la erupción del volcán Nevado del Ruiz en 1985, cuando la ceniza no solo afectó amplias regiones de Colombia, sino que también llegó hasta Venezuela, a más de 500 kilómetros de distancia del cráter", explica Julio Fierro Morales, geólogo geotecnista y director general del Servicio Geológico Colombiano.
¿Cómo se realizan estos estudios?
El estudio de las cenizas volcánicas se aborda a partir de la identificación de los depósitos y de los diferentes eventos volcánicos que los componen, su distribución espacial, su estructura, así como las características texturales, mineralógicas, químicas, geotécnicas y las edades de cada uno de los eventos comprendidos. Todos estos datos se analizan para definir una identidad única para cada evento volcánico que las produjo.
El reto que impone que estos procesos geoquímicos superficiales sean tan variables ha exigido la integración de diversas metodologías analíticas, la conformación de equipos multidisciplinarios, la colaboración con instituciones académicas nacionales e internacionales, y la aplicación de sofisticadas técnicas de datación sobre minerales como los óxidos de hierro.
Paralelamente, caracterizar las cenizas volcánicas y los suelos desarrollados a partir de estas da luces sobre las propiedades que pueden aportar a la fertilidad y productividad agropecuaria o que, por el contrario, podrían afectarlas. Además, a lo largo del proyecto ha sido posible empezar a entender los procesos de intemperismo o meteorización (alteración de los minerales por su exposición al aire, al agua y a otros organismos vivos) y cómo afectan las propiedades físicas de estos materiales con relación a la amenaza por movimientos en masa.
"Analizar los cambios químicos que han sufrido las cenizas por acción de factores ambientales como la lluvia y la humedad requiere estudiar cómo ha variado el clima en los últimos miles de años. Por ello, este proyecto abre puertas a estudiar la evolución de cenizas volcánicas, que lleva a la conformación de suelos, un bien natural no renovable e invaluable para la vida", agrega Fierro.
La Caballuna: el punto de partida de esta investigación
El Grupo de Investigación en Geoquímica y Geofísica Aplicadas del SGC se embarcó en la tarea de liderar el análisis y caracterización de una de las unidades de depósitos de ceniza más importantes del país: la secuencia piroclástica Caballuna, originada por una de las erupciones más extensas en el territorio colombiano.
Aunque los científicos aún trabajan en determinar a qué erupciones corresponden estos depósitos y su edad (que podría alcanzar los 40.000 años), la magnitud de dichos eventos resultó en la dispersión de cenizas a grandes distancias, desde el nordeste de Caldas y el sur de Antioquia (zonas cercanas al punto de emisión) hasta regiones de la cordillera Oriental, como la sabana de Bogotá, donde también se han identificado depósitos posiblemente relacionados.
Expertos del SGC durante un trabajo de campo en una de las zonas que comprende la secuencia piroclástica Caballuna. Crédito: David Amado Pintor.
"El fin era encontrar una secuencia volcánica lo suficientemente importante como para conocer a partir de qué volcanes pudo originarse, y lo suficientemente grande para saber qué pasa con el comportamiento de estos depósitos volcánicos en términos de deslizamientos, y cómo se desarrollan los suelos allí: qué tipo de minerales hay y qué tan beneficiosos o no son para la agricultura", cuenta María Luisa Monsalve, vulcanóloga del SGC y una de las investigadoras de este proyecto.
Análisis y técnicas utilizadas para estudiar las cenizas
Para entender el origen y comportamiento de estos depósitos, los científicos analizan minerales como los circones, que conservan información química del magma en el que se formaron, y las plagioclasas, cuya composición permite establecer relaciones entre elementos como calcio, sodio y potasio. Gracias a este enfoque, pueden diferenciar entre capas de ceniza originadas por distintas erupciones e incluso identificar si provienen de volcanes diferentes.
A este análisis se suma la aplicación de técnicas avanzadas como la tefrocronología, que permite fechar los depósitos volcánicos con alta precisión. Para ello, el SGC ha contado con la colaboración del científico Martin Danisik, de la Universidad de Curtin (Australia), reconocido por el desarrollo de métodos de datación en minerales, mediante sistemas como el de doble datación en circones (ZDD, por sus siglas en inglés), utilizando el sistema uranio-torio en desequilibrio secular y (uranio-torio)/helio. Su trabajo permitirá fortalecer las capacidades del SGC e implementar nuevas metodologías en los laboratorios de la entidad.
Además, la investigación incorpora el análisis de costras de óxidos de hierro presentes entre las capas de ceniza, con lo cual se evalúa la influencia del clima en la transformación de los depósitos volcánicos a lo largo del tiempo, abriendo nuevas líneas de investigación sobre cambio climático, formación y transformación de suelos, procesos de meteorización y evolución del paisaje.
Un trabajo interdisciplinario
Hasta la fecha, los grupos de Investigación en Geofísica y Geoquímica Aplicada, y de Evaluación de Amenaza y Riesgo Geológico del SGC han realizado más de 1300 análisis de diferente naturaleza sobre muestras representativas de diversas localidades de la secuencia piroclástica Caballuna: 295 estudios petrográficos, 103 dataciones geocronológicas, cerca de 460 análisis granulométricos, 219 geoquímicos y 250 geotécnicos, lo que evidencia no solo la dimensión del estudio, sino también el rigor y la profundidad con los que se está abordando la comprensión de estos depósitos.
La realización de algunas pruebas in situ aporta los primeros datos sobre la composición de las muestras recolectadas en campo.
Crédito: David Amado Pintor.
"La complejidad del objetivo inicial de este estudio plantea la necesidad de establecer un equipo multidisciplinario, aproximaciones desde diferentes perspectivas y colaboraciones con diferentes instituciones de investigación. Hemos logrado consolidar un grupo técnicamente fuerte, entusiasta, sinérgico, así como colaboraciones con diversos investigadores externos al SGC. Se ha logrado un avance significativo en la caracterización integral de la secuencia Caballuna y tenemos todavía un reto grande por delante con relación al análisis y aprovechamiento exhaustivo y juicioso de ese gran conjunto de datos, de conformidad con el objetivo planteado", afirma Juanita Sierra, geóloga y directora técnica de Recursos Minerales del SGC.
Los científicos esperan entregar una información consolidada a finales de 2026. Esta contribuirá al entendimiento de procesos de evaluación de la amenaza volcánica y a la toma de decisiones en torno al ordenamiento territorial, especialmente frente a condiciones que favorecen movimientos en masa, la presencia de elementos potencialmente peligrosos y el aprovechamiento de nutrientes en los suelos volcánicos estudiados.
Con esta investigación, el Servicio Geológico Colombiano busca mostrarle al país que las cenizas volcánicas no solo son un residuo de las erupciones, sino también un elemento que incide directamente en el territorio y en la vida de las personas. Entenderlas es, en última instancia, comprender cómo cada región puede gestionar sus riesgos y aprovechar sus oportunidades de manera informada.