Los supervolcanes son superlativos en todos los aspectos. La erupción de la caldera Toba en la actual Indonesia hace aproximadamente 74,000 años fue tan poderosa que condujo a un período de enfriamiento global y, posiblemente, a una caída drástica de la población de la humanidad.Hace 2,1 millones de años, la primera de las tres erupciones del supervolcán de Yellowstone en los Estados Unidos formó un cráter con un área de 50 x 80 kilómetros. Aproximadamente 2.800 kilómetros cúbicos de material fueron expulsados en el proceso, alrededor de 10 a 20 veces más queen la erupción de 1815 del monte Tambora en Indonesia. Incluso esta erupción relativamente pequeña, considerada la más grande en los últimos tiempos, produjo efectos que se podían sentir en todo el mundo.
Sin embargo, los supervolcanes son difíciles de estudiar y, por lo tanto, continúan desconcertando a los investigadores hasta el día de hoy. Por ejemplo, los científicos coinciden en que debe haber una cámara de magma a una profundidad de unos pocos kilómetros en la corteza terrestre, que contiene material que escapa durante unerupción. Sin embargo, los expertos no están de acuerdo en la forma y consistencia de tal depósito.
Piscina vs bloque solidificado
Algunos geólogos suponen que las calderas, como se conoce a los cráteres de supervolcán, se sientan en la parte superior de un gigantesco depósito de magma líquido incrustado en la corteza terrestre. El manto suministra a este depósito material y calor, y un supervolcán de este tipo puede erupcionar explosivamente enen cualquier momento.
Otros consideran que es más plausible que la cámara de magma se haya enfriado por completo y se haya solidificado, y que solo se hace líquida por una afluencia masiva de calor del manto. Solo entonces puede tener lugar una erupción.
"Probablemente ninguna de las teorías es correcta", dice Olivier Bachmann, profesor de vulcanología en ETH Zurich. Bachmann y su grupo han publicado dos artículos en la revista Geociencia de la naturaleza , en el que demuestran que la verdad puede estar en algún punto entre estos dos extremos.
¿La verdad en algún lugar en el medio?
"La cámara de magma de un supervolcán no se parece a una olla de sopa que puede hervir en cualquier momento y a la menor provocación", explica Bachmann. Del mismo modo, dice que está mal suponer que el magma se ha enfriado para formarseun cuerpo completamente solidificado, ya que la reactivación de un cuerpo de este tipo requeriría una enorme entrada de calor en muy poco tiempo. Además, sustancias volátiles como el agua y el CO2 escaparían del cuerpo durante el enfriamiento y la solidificación. Sin embargo, estas sustancias sonesencial para una erupción, ya que sirven para aumentar la presión correspondiente en la cámara de magma.
Tomando como ejemplo la erupción del supervolcán de la "Toba de monja arrodillada" en Nuevo México, los estudios del estudiante de doctorado de Bachmann Dawid Szymanowski demostraron que la cámara de magma de un supervolcán contiene una mezcla de magma líquido y cristalino, es decir, solidificado.Más del 40 al 50 por ciento del reservorio está presente en forma cristalina. En opinión del investigador de ETH, las cámaras pueden exhibir una textura similar a una esponja, con una estructura de malla de roca cristalizada y poros que contienen material fundido - papilla de cristal, como Szymanowskilo llama
Minerales raros como registradores de datos
Es probable que este puré permanezca en la cámara de magma durante mucho tiempo antes de ser arrojado a la superficie. Szymanowski deriva esta conclusión del análisis de circón y titanita, dos minerales traza que están presentes en el magma. El circón es el cristalinomaterial de las muestras de rocas más antiguas conocidas en la Tierra: algunos cristales encontrados en Australia tienen aproximadamente 4.400 millones de años.
Los cristales de circón y titanita registran no solo el momento en que se formaron, sino también la temperatura durante su formación, ya que esta temperatura influye en la incorporación de elementos químicos en la red cristalina. Después de la formación de cristales, la composición química de estos minerales en unla cámara de magma permanece esencialmente sin cambios incluso si las condiciones en la cámara de magma cambian significativamente.
Al analizar la edad y la composición química de los cristales de circón y titanito de diferentes rocas en el laboratorio, los investigadores obtienen información sobre cómo la temperatura de una cámara de magma ha cambiado con el tiempo. La erupción trae estos dos minerales a la superficie, donde puedense encuentra en los estratos de roca correspondientes.
De estos análisis, los vulcanólogos de ETH concluyeron que la temperatura en la cámara de magma que alimentó la erupción Kneeling Nun Tuff debe haber permanecido entre 680 y 730 grados Clesius durante más de medio millón de años. A partir de los minerales, los investigadores pudieron determinar queal supervolcán le tomó mucho tiempo estar completamente "cargado" y alcanzar el punto de erupción.
El modelo numérico admite análisis minerales
Los análisis minerales también están respaldados por un modelo de computadora creado por Ozge Karakas, un postdoc en el grupo de Bachmann. Este modelo fue publicado en junio, también en la revista Geociencia de la naturaleza - y describe un sistema compuesto por una cámara de magma en la corteza superior que está conectada con otras cámaras en la corteza inferior.
El magma "fuente" caliente se forma en el manto a una temperatura de aproximadamente 1,200 grados antes de elevarse a través de grietas y chimeneas en la corteza superior. Una vez allí, forma un depósito que se enfría y cristaliza parcialmente, pero puede sobrevivir como una masa de cristalpor cientos de miles de años.
Utilizando el modelo, los científicos pudieron demostrar que la formación de un depósito permanente en la corteza superior no requiere cantidades gigantescas de material del manto en cortos períodos de tiempo ". Las condiciones en la corteza superior no son adecuadas pararecolecta y almacena esa cantidad de material muy rápidamente ", dice Karakas. Sin embargo, el geólogo dice que el depósito necesita una conexión con magma en el manto inferior para garantizar el transporte de calor, y enfatiza que, hasta ahora, los investigadores teníanno incluyó la corteza inferior en sus consideraciones. "Sin ella, sin embargo, no habría supervolcanes".
Eventos muy raros
Por lo tanto, tanto el análisis del modelo como el de los minerales apuntan a la idea de que los supervolcanes se forman y maduran durante períodos de tiempo muy largos, y que solo pueden erupcionar a intervalos de decenas de miles de años ". El magma se preserva principalmente como un tipode estructura cristalina similar a una esponja. Y siempre debe ser reactivada por una entrada de calor antes de que pueda estallar ", dice Olivier Bachmann, resumiendo los hallazgos.
No es posible predecir cuándo la próxima erupción del supervolcán está a punto de ocurrir en función de los nuevos hallazgos, ya que el sistema aún no se entiende con suficiente detalle. Sin embargo, los mecanismos de crecimiento y reactivación de los depósitos de magma gigantes se vuelven más claros, y esopuede ayudar a evaluar mejor los signos de despertar de esos sistemas en el futuro. "En cualquier caso, y afortunadamente para nosotros, una erupción de supervolcán es un evento muy raro", dice Bachmann.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por ETH Zúrich . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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