Un nuevo estudio dirigido por Yale revela la ciencia detrás de un ingrediente clave, a saber, el oxígeno, en algunos de los volcanes más violentos del mundo.
La investigación ofrece un nuevo modelo para comprender el estado de oxidación de los magmas de arco, las lavas que forman algunos volcanes, como el que entró en erupción de manera espectacular en Tonga a principios de este año.
La columna de la erupción volcánica submarina de Tonga el 15 de enero se elevó 36 millas en el aire. Las cenizas del volcán alcanzaron la mesosfera, la tercera capa de la atmósfera de la Tierra.
"Estas erupciones ocurren en arcos volcánicos, como la cadena de islas Aleutianas, que son bien conocidas en la región circunpacífica y producen las erupciones volcánicas más explosivas del mundo", dijo Jay Ague, profesor de la Tierra y la Tierra en el Memorial Henry Barnard Davis.Ciencias Planetarias en Yale.
Ague es el primer autor del nuevo estudio, publicado en la revista Geociencia de la Naturaleza. Ague también es curador a cargo de mineralogía y meteoritos del Museo de Historia Natural de Yale Peabody.
Los científicos saben desde hace mucho tiempo que los magmas de arco tienen un estado de oxidación más alto que las rocas en la mayor parte del manto de la Tierra su capa superior, rocosa. Esto es sorprendente, dicen, porque los magmas de arco se forman en el manto. No ha habido consensosobre los orígenes de la firma oxidante.
Ague y sus colegas dicen que el proceso comienza con una capa de sedimento que cubre las placas tectónicas debajo del fondo del océano. Las placas tectónicas son grandes losas de roca que compiten por su posición en la corteza terrestre y el manto superior.
El sedimento que cubre estas placas oceánicas se compone en gran parte de materiales degradados que se desprenden de los continentes o se producen como resultado de la actividad de las fumarolas hidrotermales del lecho marino. Los gusanos tubulares gigantes y otras criaturas marinas exóticas comúnmente prosperan cerca de estas fumarolas. Pero independientemente de su origen, los sedimentosque cubren las placas oceánicas a menudo están altamente oxidadas.
Las placas tectónicas están en constante movimiento, moviéndose aproximadamente a la velocidad en que crecen las uñas. Las placas oceánicas se generan en las dorsales oceánicas y se hunden bruscamente en el interior de la Tierra, en un proceso llamado subducción.
Ahí es donde las cosas se ponen interesantes para el vulcanismo de arco, dijo Ague.
Cuando una placa oceánica se subduce, explicó Ague, se calienta, se comprime y comienza a deshidratarse. Este metamorfismo produce fluidos calientes ricos en agua que ascienden hacia la superficie.
A medida que estos materiales se mueven hacia arriba a través de la capa de sedimentos oxidados en la parte superior de las losas, los fluidos mismos se oxidan, preparando el escenario para un magma de arco.
"A medida que los fluidos continúan ascendiendo, dejan atrás la losa y entran en el manto de la Tierra", dijo Ague. "Allí, los fluidos impulsan el derretimiento del manto, produciendo magmas oxidados que ascienden y finalmente pueden entrar en erupción como lava de los volcanes".
Más allá de los efectos dramáticos de las erupciones volcánicas, el carácter oxidado de los magmas de arco también es importante desde el punto de vista geológico, dijo Ague. La oxidación es crítica para hacer ciertos tipos de depósitos de minerales, particularmente cobre y oro, como los que se encuentran en el oeste de América del Sur.
Además, la inyección de gases altamente oxidados que contienen azufre en la atmósfera después de una erupción puede provocar un enfriamiento global transitorio de la troposfera, el nivel más bajo de la atmósfera de la Tierra.
"Este fue el caso de la erupción del Monte Pinatubo en Filipinas en 1991", dijo Ague. "También ocurrió en varios casos históricos famosos, como el Monte Tambora en Indonesia en 1815. Esa fue la erupción volcánica más poderosa enhistoria humana y condujo al llamado 'Año sin verano' en 1816".
Santiago Tassara, asociado postdoctoral de Bateman en el Departamento de Ciencias Planetarias y de la Tierra de Yale, es coautor del nuevo estudio. Otros coautores incluyen investigadores de la Universidad de Cornell, la Academia China de Ciencias, el Museo Nacional de Historia Naturalen la Institución Smithsonian, la Freie Universität Berlin y la Universidad de Creta.
Fuente de la historia:
Materiales proporcionado por Universidad de Yale. Original escrito por Jim Shelton. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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