Desvelan cómo las erupciones volcánicas crean hielo en el cielo

Los satélites han revelado exactamente cómo nubes heladas son creadas en el cielo por las columnas gigantes de ceniza producidas por una erupción volcánica. Cuando los volcanes activos entran en erupción, liberan gases como el dióxido de carbono y el dióxido de azufre, que pueden tener un efecto de calentamiento o enfriamiento.

En el momento en que un volcán entra en erupción, no solo desplaza masas de magma y ceniza: también induce cambios significativos en la formación de nubes heladas en la atmósfera. Un equipo de investigadores del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore (LLNL), en Estados Unidos, ha desvelado a partir de una década de datos satelitales que las columnas de ceniza volcánica actúan como núcleos de hielo, estimulando la creación de nubes heladas y modificando la estructura cristalina de las mismas.

Según una nota de prensa, los volcanes activos expulsan a la atmósfera grandes cantidades de gases como dióxido de carbono (CO2) y dióxido de azufre (SO2), junto con partículas sólidas de ceniza. Estas partículas, al ascender hasta niveles donde normalmente se forman las nubes, interactúan con la humedad ambiental. 

Hasta ahora, se conocía que los aerosoles volcánicos podrían tener efectos tanto de enfriamiento (reflejando la luz solar) como de calentamiento (por retención de calor), pero faltaba comprender el mecanismo exacto que conduce a la formación de nubes heladas tras las erupciones. 

Formación de hielo

Para resolver esta incógnita, los científicos analizaron en un estudio publicado en Science Advances un conjunto de datos de radar y lidar obtenidos por dos misiones de la NASA: CloudSat y CALIPSO. CloudSat, especializado en medir la estructura interna de las nubes mediante radar de onda milimétrica, y CALIPSO, que emplea un lidar láser para obtener perfiles verticales de aerosoles y nubes, proporcionaron en conjunto una visión integral de cómo la ceniza volcánica afecta la microfísica de las nubes.

Los resultados revelaron que, después de erupciones ricas en ceniza, las nubes contenían menos cristales de hielo, pero estos eran de mayor tamaño. Además, las nubes cirros, que son formaciones altas, tenues y compuestas casi íntegramente por hielo, se hicieron más frecuentes en las regiones analizadas. 

En contraste, las erupciones que liberaron cantidades reducidas de ceniza no mostraron cambios notables en la estructura ni la frecuencia de los cirros, lo que subraya la importancia de la concentración de partículas volcánicas en la atmósfera superior.

Relación con el clima global

El análisis de los datos satelitales mostró que el agua se ubicaba sobre la superficie de las partículas de ceniza y se transformaba en cristales de hielo, antes de llegar a condiciones de temperatura extremas. Este proceso, denominado nucleación heterogénea, demuestra que las cenizas volcánicas ejercen un papel activo como sitios de precipitación de hielo, alterando la microestructura de las nubes.

“Demostramos que las partículas de ceniza volcánica pueden desencadenar la generación de nubes de hielo. Este hallazgo adquiere relevancia porque las nubes cubren aproximadamente el 70% de la superficie terrestre en cualquier momento, y su capacidad para reflejar la luz solar o atrapar calor es determinante en el balance energético global", indicó Lin Lin, autor principal del estudio, en el comunicado.

El descubrimiento no solo aporta claridad sobre los procesos atmosféricos inmediatos tras una erupción, sino que también tiene implicaciones para los modelos de cambio climático. Teniendo en cuenta que las nubes regulan la radiación entrante y saliente, entender cómo los aerosoles volcánicos modifican su formación y propiedades es esencial para predecir variaciones en la temperatura global y en los patrones de precipitación.