Cenizas, lava y computación en paralelo

Cuncta iacent flammis et tristi mersa favilla: nec superi vellent hoc licuisse sibi (Epigramas, libro IV, XLIV, Marco Valerio Marcial).

Según nuestro calendario actual, el 24 de agosto del año 79 se produjo la erupción explosiva del volcán Vesubio, que lanzó al aire toneladas de materiales e hizo que bajara por sus laderas un flujo piroclástico mortal. Arrasó Pompeya, Herculano, Stabia y otros pueblos menores. Entre las víctimas estuvo Cayo Plinio Segundo, llamado el Viejo, el autor de la Historia Natural. Plinio el Viejo, movido por su curiosidad sin límites, se acercó al lugar para observar el fenómeno, lo que le costó la vida.

Imagen del Vesubio y la bahía de Nápoles tomada el 15 de abril de 1994 con el radar de apertura sintética SIR-C/X-SAR desde el transbordador espacial Endeavour (página de la NASA aquí).

La historia de estas ciudades y de su final es conocida pero la tragedia sigue ejerciendo un extraña atracción. Películas, novelas... El último capítulo está escrito por Augusto Neri y colegas, que acaban de publicar en Geophysical Research Letters un trabajo titulado "4D simulation of explosive eruption dynamics at Vesuvius".
En él, modelan la erupción del Vesubio y el resultado no puede ser más sugestivo y espectacular.
GRL permite el acceso al trabajo y a los videos a través del enlace anterior. Dicen Neri et al. (1):

We applied a new simulation model, based on multiphase transport laws, to describe the 4D (3D spatial coordinates plus time) dynamics of explosive eruptions. Numerical experiments, carried out on a parallel supercomputer, describe the collapse of the volcanic eruption column and the propagation of pyroclastic density currents (PDCs), for selected medium scale (sub-Plinian) eruptive scenarios at Vesuvius, Italy.

Para las simulaciones han utilizado el supercomputador IBM p5-575 del consorcio CINECA formado por 28 universidades italianas. El aparato tiene 512 procesadores y 1.2 Tb de RAM lo que le permite alcanzar 3.89 Tflops (flops es el acrónimo de floating point operations per second, es decir, operaciones con números reales). Todo esto era probablemente necesario dado que los autores comentan que fueron necesarias 14 h de proceso para cada segundo de animación.
Los videos son grandes; caso de elegir yo les recomiendo este, de algo más de 11 Mb, en formato mpg y que dura 24 segundos. Les pongo abajo una instantánea del mismo para que vayan poniéndose en situación.


Las erupciones del Vesubio se han repetido en numerosas ocasiones. La última fue en 1944, en plena Guerra Mundial. Suele decirse que dicha erupción dañó gravemente a un escuadrón de bombarderos norteamericanos B-25 pero sin dejar claro que no estaban en vuelo sino en tierra ya que habían ocupado la zona en septiembre del año anterior. Los daños fueron provocados por a acumulación de cenizas y lapilli sobre ellos.

Bombardero cubierto de lapilli en la erupción de 1944 (tomada de aquí)

Que el volcán siga activo y que vivir a su lado sea un riesgo evidente no ha sido obstáculo para que Nápoles, con casi un millón de habitantes haya crecido a pocos km de su cráter. Una de tantas demostraciones del sinsentido de nuestras conductas.
A pesar de su fama, el Vesubio ha producido por el momento muchas menos víctimas que el tsunami del 26 de diciembre de 2004 en el Océano Índico. En Teaching Geoscience with Visualizations tienen varias animaciones e imágenes que reconstruyen esta reciente tragedia.

(1)
Neri, A., T. Esposti Ongaro, G. Menconi, M. De'Michieli Vitturi, C. Cavazzoni, G. Erbacci, and P. J. Baxter (2007), 4D simulation of explosive eruption dynamics at Vesuvius, Geophys. Res. Lett., 34, L04309, DOI:10.1029/2006GL028597.