Agua H 2 O y otros volátiles por ejemplo, CO 2 y azufre que se reciclan a través de las profundidades de la Tierra han desempeñado un papel clave en la evolución de nuestro planeta, incluida la formación de continentes, el inicio de la vida, la concentración de recursos minerales y la distribución de volcanes y terremotos.
Las zonas de subducción, donde las placas tectónicas convergen y una placa se hunde debajo de otra, son las partes más importantes del ciclo, con grandes volúmenes de agua entrando y saliendo, principalmente a través de erupciones volcánicas. Sin embargo, cómo y cuánto el agua se transporta por subducción, y su efecto sobre los peligros naturales y la formación de recursos naturales ha sido históricamente poco conocido.
El autor principal del estudio, el Dr. George Cooper, investigador honorario de la Facultad de Ciencias de la Tierra de la Universidad de Bristol, dijo: "A medida que las placas viajan desde donde se hacen por primera vez en las crestas oceánicas hasta las zonas de subducción, el agua de mar entra en las rocasa través de grietas, fallas y al unirse a minerales. Al llegar a una zona de subducción, la placa de hundimiento se calienta y se aprieta, lo que resulta en la liberación gradual de parte o la totalidad de su agua. A medida que se libera el agua, disminuye el punto de fusión del entornose balancea y genera magma. Este magma es flotante y se mueve hacia arriba, provocando erupciones en el arco volcánico suprayacente. Estas erupciones son potencialmente explosivas debido a los volátiles contenidos en la masa fundida. El mismo proceso puede provocar terremotos y puede afectar propiedades clave comosu magnitud y si desencadenan tsunamis o no "
Exactamente dónde y cómo se liberan los volátiles y cómo modifican la roca huésped sigue siendo un área de intensa investigación.
La mayoría de los estudios se han centrado en la subducción a lo largo del Anillo de Fuego del Pacífico. Sin embargo, esta investigación se centró en la placa atlántica y, más específicamente, en el arco volcánico de las Antillas Menores, ubicado en el extremo oriental del Mar Caribe.
"Esta es una de las dos únicas zonas que actualmente subducen las placas formadas por una difusión lenta. Esperamos que esto se hidrate de manera más penetrante y heterogénea que la placa del Pacífico de rápida propagación, y que las expresiones de liberación de agua sean más pronunciadas", dijo el profesorSaskia Goes, Imperial College London.
El proyecto de Reciclaje volátil en las Antillas Menores VoiLA reúne a un gran equipo multidisciplinario de investigadores que incluye geofísicos, geoquímicos y geodinámicos de la Universidad de Durham, el Imperial College de Londres, la Universidad de Southampton, la Universidad de Bristol, la Universidad de Liverpool, el Instituto de Tecnología Karlsruhe, la Universidad de Leeds, el Museo de Historia Natural, el Instituto de Física del Mundo en París y la Universidad de las Indias Occidentales.
"Recolectamos datos sobre dos cruceros científicos marinos en el RRS James Cook, despliegues temporales de estaciones sísmicas que registraron terremotos debajo de las islas, trabajo de campo geológico, análisis químicos y minerales de muestras de rocas y modelos numéricos", dijo el Dr. Cooper.
Para rastrear la influencia del agua a lo largo de la zona de subducción, los científicos estudiaron composiciones de boro e isótopos de inclusiones fundidas pequeñas bolsas de magma atrapado dentro de los cristales volcánicos. Las huellas dactilares de boro revelaron que la serpentina mineral rica en agua, contenida enla placa de hundimiento, es un proveedor dominante de agua en la región central del arco de las Antillas Menores.
"Al estudiar estas mediciones a escala de micras es posible comprender mejor los procesos a gran escala. Nuestros datos combinados geoquímicos y geofísicos proporcionan la indicación más clara hasta la fecha de que la estructura y la cantidad de agua de la placa de hundimiento están directamente conectadas a la volcánicaevolución del arco y sus riesgos asociados ", dijo el profesor Colin Macpherson, de la Universidad de Durham.
"Las partes más húmedas de la placa descendente son donde hay grietas importantes o zonas de fractura. Al hacer un modelo numérico de la historia de la subducción de la zona de fractura debajo de las islas, encontramos un enlace directo a las ubicaciones de las tasas más altasde pequeños terremotos y bajas velocidades de onda de corte que indican fluidos en el subsuelo ", dijo el profesor Saskia Goes.
La historia de subducción de zonas de fracturas ricas en agua también puede explicar por qué las islas centrales del arco son las más grandes y por qué, a lo largo de la historia geológica, han producido la mayor cantidad de magma.
"Nuestro estudio proporciona evidencia concluyente que vincula directamente las partes del ciclo de entrada y salida de agua y sus expresiones en términos de productividad magmática y actividad sísmica. Esto puede alentar estudios en otras zonas de subducción para encontrar dicha falla portadora de aguaestructuras en la placa de subducción para ayudar a comprender los patrones en los riesgos de terremotos y volcánicos ", dijo el Dr. Cooper.
"En esta investigación descubrimos que las variaciones en el agua se correlacionan con la distribución de terremotos más pequeños, pero realmente nos gustaría saber cómo este patrón de liberación de agua puede afectar el potencial - y actuar como un sistema de advertencia - para terremotos más grandesy posible tsunami ", dijo el profesor Colin Macpherson.
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