Cambios fundamentales en lo que sabemos sobre el funcionamiento de los volcanes

Los recientes descubrimientos de las erupciones de Fagradalsfjall en Islandia están cambiando lo que sabemos sobre el funcionamiento de los volcanes.

Aprender algo que cambie radicalmente la forma en que entendemos nuestro mundo no sucede muy a menudo. Pero para el científico de la Tierra Matthew Jackson de la Universidad de California, Santa Bárbara, y miles de vulcanólogos de todo el mundo, este descubrimiento acaba de suceder.

Mientras tomaban muestras de magma del volcán Fagradalsfjall en Islandia, Jackson y sus colegas descubrieron un proceso mucho más dinámico de lo que nadie en los dos siglos había asumido que los científicos habían estado estudiando volcanes.

“Es justo cuando creo que estamos cerca de descubrir cómo funcionan estos volcanes que nos llevamos una gran sorpresa”, dijo.

Los hallazgos de los geocientíficos se publicaron el 14 de septiembre en la revista templar la naturaleza.

10000 años por mes

Gracias a la partida, una plaga y 780 años de derretimiento de rocas plutónicas, Jackson estaba en el lugar y el momento adecuados para presenciar el nacimiento de Fagradalsfjall, una fisura en las tierras bajas del suroeste de Islandia que se dividió y estalló con magma en marzo de 2021. Para entonces , todos estaban en La península de Rikjan está lista para algún tipo de erupción volcánica.

“El enjambre de terremotos fue intenso”, dijo sobre los 50.000 o más terremotos, de magnitud 4 o superior, que sacudieron el suelo durante semanas y mantuvieron nerviosa a la mayoría de la población de Islandia.

Sin embargo, la privación del sueño valió la pena, y la rareza se convirtió rápidamente en magia cuando la lava brotó y salpicó del agujero en el suelo en el relativamente vacío Geldingadalur. Tanto los científicos como los visitantes acuden en masa al área para ver la parte más nueva de cómo es la corteza terrestre. Desde el principio, pudieron acercarse lo suficiente para tomar muestras de lava continuamente, debido al lento flujo de lava y los vientos huracanados que expulsaron los gases nocivos.

La erupción volcánica del monte Fagradalsfjall en Islandia.

Liderados por Simundur Halldorsson en la Universidad de Islandia, los geólogos han estado tratando de averiguar “la profundidad de origen del magma en el manto, cuánto se almacenó debajo de la superficie antes de la erupción y qué estaba pasando en el depósito antes y durante la erupción”. erupción”. Preguntas como esta, aunque básicas, sin embargo, en realidad son algunos de los mayores desafíos para quienes estudian volcanes. Esto se debe a la imprevisibilidad de las erupciones, el peligro y las condiciones extremas, la lejanía y la inaccesibilidad de muchos sitios activos.

“La suposición era que la cámara de magma se llena lentamente con el tiempo y que el magma se mezcla bien”, explicó Jackson. “Luego se seca en el transcurso de la erupción”. Como resultado de este proceso bien definido de dos pasos, agregó, quienes estudian las erupciones volcánicas no esperan ver cambios significativos en la composición química del magma a medida que sale de la Tierra.

“Esto es lo que vemos en el Monte Kolawea en Hawái”, dijo. “Vas a tener una erupción volcánica que durará años y habrá cambios sutiles con el tiempo.

“Pero en Islandia había más de 1000 factores con tasas de cambio más altas para indicadores químicos clave”, continuó Jackson. “En un mes, la erupción de Fagradalsfjall mostró más variaciones en la composición que la erupción de Kīlauea en décadas. El rango total de composiciones químicas muestreadas en la erupción de este primer mes abarca todo el rango que ha entrado en erupción en el suroeste de Islandia en los últimos 10.000 años”.

Vista nocturna de una erupción volcánica en el Monte Fagradalsfjall en Islandia.

Esta asimetría es causada por lotes posteriores de magma que fluyen hacia la cámara desde lo más profundo del manto, según los científicos.

“Imagine una lámpara de lava en su mente”, dijo Jackson. “Tienes una lámpara caliente en el fondo, una burbuja se calienta y el punto sube, se enfría y luego se hunde. Podemos pensar en el manto de la Tierra, desde la parte superior del núcleo hasta la parte inferior de las placas tectónicas, trabajando de manera muy similar a una lámpara de lava.” Continuó explicando que a medida que el calor hace que las regiones del manto se eleven y formen penachos y se muevan con fuerza hacia la superficie, la roca fundida de estos penachos se acumula en cámaras y se cristaliza, los gases salen a través de la corteza y la presión se acumula hasta que el el magma encuentra una forma de escapar.

Como se muestra en el documento, lo que estalló en las primeras semanas fue el tipo esperado de magma “gastado” que se estaba acumulando.gramo en el embalse, que se encuentra a unas 10 millas (16 km) por debajo de la superficie. Sin embargo, en abril, la evidencia mostró que la cámara se estaba recargando con un tipo “enriquecido” más profundo que se disolvió con una composición diferente. Obtenido de una región diferente de la pluma del manto ascendente debajo de Islandia. Este nuevo magma tiene una composición química menos modificada, con mayor contenido de magnesio y mayor porcentaje de dióxido de carbono. Esto indica que escaparon menos gases de este magma profundo. En mayo, el magma que controlaba el flujo era del tipo más profundo y rico. Estos cambios rápidos y extremos en la composición del magma en un punto de acceso de alimentación de penacho, dicen, “nunca se habían observado antes casi en tiempo real”.

Sin embargo, Jackson dijo que estos cambios en el maquillaje pueden no ser tan raros. Es solo que las posibilidades de erupciones de muestreo en una etapa tan temprana no son infrecuentes. Por ejemplo, antes de la erupción de Fagradalsfjall de 2021, las erupciones más recientes ocurrieron en la península de Reykjanes en Islandia hace ocho siglos. Él sospecha que esta nueva actividad señala el comienzo de un nuevo ciclo volcánico de siglos de antigüedad en el suroeste de Islandia.

“A menudo no tenemos un registro de las primeras etapas de la mayoría de las erupciones volcánicas porque están enterradas por flujos de lava en etapas posteriores”, dijo. Este proyecto les permitió, según los investigadores, ver un fenómeno que se creía posible pero que no se veía directamente.

Para los científicos, este hallazgo representa una “limitación importante” en la forma en que construimos modelos de volcanes en todo el mundo. Sin embargo, aún no está claro qué tan representativo es este fenómeno para otros volcanes, o qué papel juega en causar una erupción. Para Jackson, este es un recordatorio de que la Tierra todavía tiene secretos que perder.

“Entonces, cuando salga a tomar muestras de antiguos flujos de lava, o cuando lea o escriba artículos en el futuro, siempre estará en mi mente: esta puede no ser toda la historia de la erupción”, dijo.

Referencia: “Transformación rápida de una fuente magmática profunda en el volcán Vagradalsvilla, Islandia” por Somundur A. Halldorsson, Edward W. Marshall, Alberto Carracciolo, Simon Matthews, Eniko Bali y Maja B. . Guðfinnsson, Olgeir Sigmarsson, John Maclennan, Matthew G. Jackson, Martin J. Whitehouse, Heejin Jeon, Quinten H. A. van der Meer, Geoffrey K. Mibei, Maarit H. Kalliokoski, Maria M. Melissa Ann Pfeffer, Samuel W. Scott, Ricky Kiertensdottir, Barbara I. Klein, Clive Oppenheimer, Alessandro Ayuba, Evgenia Ilyinskaya, Marcelo Pettito, Gaetano Giudice y Andrei Stefansson, 14 de septiembre de 2022, templar la naturaleza.
DOI: 10.1038 / s41586-022-04981-x