¿Puede un volcán entrar en erupción tras decenas de miles de años de inactividad? Si es así, ¿cómo puede explicarse y qué hace que las erupciones volcánicas sean más peligrosas?
© István Fodor
Un equipo del Instituto de Geografía y Ciencias de la Tierra de la Universidad Eötvös Loránd ELTE y del Grupo de Investigación Vulcanológica HUN-REN-ELTE, en colaboración con otros científicos europeos, estudió el Ciomadul, el volcán más joven de la región de los Cárpatos y Panonia.
Utilizando datos integrados de alta resolución sobre textura mineral y composición química, cuantificaron las condiciones de evolución del magma, reconstruyeron la arquitectura del depósito magmático subvolcánico, identificaron las características de la papilla cristalina residente y de los magmas de recarga, que desencadenaron las erupciones, y explicaron por qué la actividad volcánica del último periodo activo se volvió predominantemente explosiva.
Comentario: Estos procesos pueden haber desencadenado las erupciones, pero ¿qué desencadenó esos procesos? Véase el enlace al final para comprender mejor cómo se impulsan los ciclos catastróficos en nuestro planeta
Ciomadul: Un típico volcán inactivo de larga duración
La historia eruptiva del Ciomadul fue desvelada previamente por el equipo de investigación utilizando la geocronología U-Th-Pb-He de un diminuto cristal, el circón. Szabolcs Harangi, profesor y director del proyecto de investigación, afirma que "ha habido varios largos periodos de inactividad en la vida de casi un millón de años del volcán, pero incluso después de decenas de miles, a veces incluso más de 100.000 años de quietud, las erupciones volcánicas comenzaron de nuevo".
El vulcanismo más significativo tuvo lugar en los últimos 160.000 años, con extrusiones de domos de lava hace entre 160 y 95 mil años, y luego, tras más de 30 mil años de letargo, las erupciones se reanudaron hace 56 mil años.
Barbara Cserép, estudiante de doctorado en ELTE, estudia los productos de erupción más jóvenes. "Se formaron por erupciones más peligrosas y explosivas en comparación con el episodio activo anterior. Por eso es importante saber cuál fue la razón de este cambio en el estilo eruptivo", explica. Las últimas erupciones volcánicas se produjeron hace 30.000 años y, desde entonces, el volcán ha vuelto a estar inactivo.
© Bianca Németh
La causa del inicio de la erupción volcánica y los procesos que controlan el estilo eruptivo se ocultan en las rocas formadas durante la actividad volcánica. Estos pueden desvelarse mediante el estudio detallado de los minerales que forman las rocas. El equipo de investigadores determinó la composición química de todas las fases minerales, a menudo en alta resolución desde el núcleo cristalino hasta el borde, en las pómez formadas durante el vulcanismo explosivo de hace 56 a 30.000 años.
A continuación, evaluaron críticamente los resultados de diversos métodos de cálculo de la temperatura de cristalización, la presión, el estado redox, la composición del fundido y el contenido de agua del fundido para cuantificar las condiciones del magma y también para restringir la forma en que estos cristales se incorporaron al magma en erupción. Esto ayudó a desentrañar la arquitectura del sistema de depósitos de magma, los procesos que conducen a las erupciones y a explicar las erupciones explosivas.
La clave de las erupciones explosivas
El protagonista de este estudio petrodetectivesco fue un mineral llamado anfíbol. "Muchos elementos pueden entrar en la red cristalina del anfíbol, pero las sustituciones de elementos están fuertemente controladas por las condiciones del magma", explica Barbara Cserép.
La composición química del anfíbol en las pómez de Ciomadul muestra una gran variación incluso en una sola muestra. Algunos anfíboles representan un depósito magmático de baja temperatura y alta cristalinidad a profundidades de entre 8 y 12 kilómetros, pero la mayoría de ellos fueron transportados a este depósito magmático poco profundo por magmas de recarga de mayor temperatura procedentes de mayores profundidades.
"En comparación con el período eruptivo anterior, en el que se formaron domos de lava, estos magmas frescos de recarga transportaban anfíboles con una composición distinta, es decir, estos magmas eran ligeramente diferentes, y esto podría desempeñar un papel importante en el motivo por el que la erupción se volvió explosiva", señala Harangi.
© Bianca NémethEl sistema de depósitos de magma reconstruido bajo el volcán Ciomadul durante el último período eruptivo, hace entre 56 y 30 mil años.
La composición del borde más externo de los cristales y de los óxidos de hierro y titanio proporcionó información sobre el estado del magma justo antes de las erupciones. El investigador postdoctoral Máté Szemerédi, otro de los autores principales del estudio, afirma: "La composición de los óxidos de hierro-titanio se equilibra en pocos días cuando cambia el estado del magma; indican que el magma erupcionado se encontraba a 800-830 grados Celsius y estaba oxidado".
La importancia del volcán Ciomadul
En la actualidad, el volcán Ciomadul no muestra signos de reactivación. Sin embargo, este estudio también señala que la reactivación puede producirse rápidamente, en cuestión de semanas o meses, en caso de recarga por magma caliente e hídrico. Los estudios cuantitativos de petrología volcánica son importantes para reconstruir la estructura del depósito de magma subvolcánico y las condiciones de almacenamiento del magma, lo que también puede ayudarnos en la previsión de erupciones para entender mejor las señales previas a la erupción.
"Esta investigación es novedosa en el sentido de que se lleva a cabo en un volcán inactivo desde hace mucho tiempo, y como resultado, el volcán Ciomadul está recibiendo cada vez más atención internacional", afirma Szabolcs Harangi. Esto ayuda a poner de relieve que, además de los cerca de 1.500 volcanes potencialmente activos de la Tierra, los volcanes inactivos desde hace mucho tiempo también pueden suponer un peligro no reconocido hasta ahora, sobre todo si todavía hay magma fundido debajo de ellos.
Comentario: Y eso sin contar los volcanes submarinos: Los datos de un satélite revelan 19.000 volcanes submarinos desconocidos hasta ahora
El trabajo se publica en la revista Contributions to Mineralogy and Petrology.
Más información: Barbara Cserép et al, Constraints on the pre-eruptive magma storage conditions and magma evolution of the 56-30 ka explosive volcanism of Ciomadul (East Carpathians, Romania), Contributions to Mineralogy and Petrology (2023). DOI: 10.1007/s00410-023-02075-z
Comentario: De hecho, existe una plétora de pruebas en todas las disciplinas que apoyan esta noción: Volcanes, terremotos y el ciclo de cometas de 3.600 años
Véase también: El volcán de Washington Monte St. Helens se está "recargando", más de 400 terremotos en los últimos meses
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