¿Qué hay bajo el volcán? Científicos de UNAM logran mapear cámaras magmáticas de 'Don Goyo'

Un equipo de científicos de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM) logró visualizar por primera vez dos de las tres cámaras magmáticas del volcán Popocatépetl mediante una técnica de tomografía sísmica apoyada en inteligencia artificial, un avance que permite comprender mejor la estructura interna del coloso y su comportamiento eruptivo, activo de manera constante desde hace tres décadas. 

Un “mapa” del magma bajo el volcán

La investigación fue desarrollada por especialistas del Instituto de Geofísica de la UNAM, quienes analizaron registros sísmicos del volcán generados entre enero de 2019 y diciembre de 2024. A partir de estos datos, fue posible construir una tomografía que revela la forma, profundidad y características físicas de los reservorios de magma que alimentan al Popocatépetl.

Las dos cámaras magmáticas identificadas se encuentran a menos de 10 kilómetros de profundidad y están compuestas en aproximadamente 70% por roca cristalizada, lo que indica que el magma no se encuentra completamente líquido, sino en un estado intermedio entre sólido y fundido.

Este nivel de detalle no se había alcanzado antes en estudios del volcán, pese a que investigaciones petrológicas previas ya habían sugerido la existencia de tres reservorios magmáticos bajo el Popocatépetl. Inteligencia artificial para “escuchar” al volcán

El avance fue posible gracias al uso de modelos de aprendizaje automático, entrenados específicamente para reconocer distintos tipos de señales sísmicas generadas por el volcán. La doctora en formación Karina Bernal Manzanilla, del posgrado en Ciencias de la Tierra, desarrolló un sistema computacional capaz de diferenciar temblores volcánicos de otros eventos sísmicos.

“Con este trabajo fue posible ver los dos primeros reservorios que están más cerca de la superficie”, explicó Bernal Manzanilla durante la conferencia Avances en la tomografía sísmica del Popocatépetl a partir de catálogos automáticos.

La científica trabaja en colaboración con Marco Calò, jefe del Departamento de Vulcanología del Instituto de Geofísica, y utilizó datos proporcionados por el Centro Nacional de Prevención de Desastres (Cenapred).

El modelo de inteligencia artificial permitió identificar de manera automática miles de eventos sísmicos y medir la velocidad con la que viajan las ondas a través del interior del volcán, lo que hace posible inferir la presencia de materiales más calientes, más fríos o parcialmente fundidos hasta 30 kilómetros por debajo del nivel del mar. Un magma que no está quieto

Uno de los hallazgos clave del estudio es que el magma bajo el Popocatépetl no está completamente inmóvil, aunque gran parte se encuentre cristalizada. De acuerdo con los investigadores, el material permanece estancado por largos periodos, pero se recalienta ocasionalmente, lo que puede modificar su estado físico.

Bernal Manzanilla explicó que, pese a esta cristalización, parte del magma se mueve todos los días, algo que se refleja en las constantes emisiones de gas, ceniza y explosiones del volcán.

Este comportamiento plantea dos hipótesis principales:

• Que el movimiento del magma ocurra en zonas más profundas aún no observables con la tomografía actual.
• Que exista un mecanismo interno que permita que el material parcialmente cristalizado vuelva a un estado líquido y gaseoso. Lo que aún no se puede ver

Aunque el estudio permitió observar dos reservorios magmáticos, la tercera cámara propuesta en investigaciones anteriores no pudo ser visualizada con esta metodología. Para ello, los científicos señalan que será necesario integrar otros sistemas de monitoreo y nuevas técnicas de análisis.

Los resultados fueron publicados en el artículo “Automated seismo-volcanic event detection applied to Popocatépetl using machine learning”, en la revista Journal of Volcanology and Geothermal Research. Además, un segundo trabajo titulado “Impact of Machine Learning Phase Picking on Seismic Tomography at Popocatépetl Volcano, Mexico” se encuentra actualmente en proceso de revisión en Journal South American Earth Sciences. Próximos pasos y vigilancia constante

El siguiente objetivo del equipo será analizar cuánta energía pierden las ondas sísmicas al viajar hacia la superficie. Este dato es clave porque las ondas pierden más energía cuando atraviesan material caliente, lo que permitiría confirmar y refinar la información obtenida con la tomografía.

Este tipo de estudios cobra especial relevancia si se considera que el Popocatépetl se mantiene en fase eruptiva desde 1994, motivo por el cual su actividad es evaluada de forma diaria por autoridades mexicanas.

Aunque la investigación no tiene como propósito inmediato la predicción de erupciones, los científicos señalan que comprender la estructura interna del volcán es un paso fundamental para mejorar los modelos de riesgo y fortalecer la prevención de desastres en las comunidades cercanas.