Descubrieron que el magma toma una ruta inesperada debajo de los volcanes

Las condiciones determinantes que desencadenan la erupción de un volcán siempre son factores de interés para la ciencia porque permiten prevenir sus efectos y proteger vidas, propiedades y la economía de las áreas circundantes. Ahora, investigadores del Imperial College de Londres observaron que el magma toma una ruta inesperada debajo de los volcanes, arrojando luz sobre los procesos detrás de las erupciones.

Los hallazgos se basaron en datos del límite de una placa tectónica en la región del Caribe Oriental. Los resultados ayudan a comprender qué impulsa el tipo y la velocidad de las erupciones volcánicas, así como la composición del magma en erupción.

También podrían colaborar en la comprensión de por qué algunos volcanes son más activos que otros y por qué la actividad volcánica cambia con el tiempo.

El fenómeno de las erupciones se produce cuando dos enormes placas tectónicas chocan, y, al hacerlo, una de ellas puede hundirse o subducirse debajo de la otra, sumergiéndose en el manto de la Tierra para liberar agua y derretirse.

A medida que las placas se frotan entre sí y el material derretido se eleva para formar magma, estas zonas de subducción son responsables de algunos de los terremotos y erupciones volcánicas explosivas más peligrosos de la Tierra. Sin embargo, sigue sin entenderse bien cómo se forma el magma bajo tierra y qué controla la posición exacta de los volcanes en la parte superior de la placa suprayacente.

Ahora, este nuevo estudio publicado en Science Advances mostró cómo el magma ascendente, que finalmente entra en erupción, no siempre toma el camino más corto y directo disponible para llegar a los volcanes en la superficie.

El autor principal Stephen Hicks, quien realizó el trabajo en el Departamento de Ciencias e Ingeniería de la Tierra de Imperial College, señaló: “Las opiniones científicas sobre este tema tan debatido se han dividido tradicionalmente en dos facciones. Algunos creen que la placa en subducción controla principalmente dónde están los volcanes, y algunos piensan que la placa que los recubre juega el papel más importante. Pero en nuestro estudio, mostramos que la interacción de estas dos fuerzas impulsoras durante cientos de millones de años es clave para controlar dónde ocurren las erupciones hoy”.

Las placas oceánicas en subducción actúan como depósitos gigantes, transportando agua a las profundidades de la Tierra. Estos fluidos ingresan a la placa a través de fracturas y fallas formadas durante su nacimiento y donde luego se asientan debajo de las profundas fosas oceánicas de la Tierra. El agua queda atrapada en las fracturas y se une a los minerales dentro de la placa.

Estas, en estado de subducción, están sujetas a altas presiones y temperaturas a medida que se sumergen entre diez y 100 kilómetros de profundidad. Estas condiciones extremas hacen que el agua encerrada y otros elementos volátiles sean expulsados.

Estos fluidos, que derriten el manto cálido de arriba, son el ingrediente clave del magma que finalmente entra en erupción alrededor de los arcos de los volcanes en los bordes de los océanos de la Tierra, como el Cinturón de Fuego del Pacífico. Sin embargo, los caminos que toman los fluidos y el derretimiento en las profundidades de la Tierra, desde la placa en subducción hasta el arco volcánico, no pueden verse directamente ni deducirse fácilmente de lo que hace erupción.

Para llevar a cabo el estudio, los investigadores utilizaron datos de terremotos para mapear la absorción sísmica en 3D, de manera similar a cómo una tomografía computarizada mapea la estructura interna del cuerpo en un estudio médico. Cuando la energía sísmica de los terremotos viaja a través de diferentes materiales, las ondas se ralentizan o se aceleran. Junto con estos cambios de velocidad, la energía de las olas también se disipa.

La roca caliente y fundida es particularmente atenuante: absorbe la energía de las ondas sísmicas a medida que viajan a través de ella.

De este modo, el equipo recolectó datos sísmicos de una zona de subducción en el Caribe Oriental en las islas volcánicas de las Antillas Menores, usando sismómetros del fondo del océano para construir una imagen 3D precisa del subsuelo. Inusualmente, el estudio encontró que la zona de mayor atenuación sísmica en profundidad estaba desplazada lateralmente debajo de los volcanes.

Estas imágenes llevaron a los autores a concluir que una vez que el agua es expulsada de la placa en subducción, es transportada hacia abajo, lo que hace que el manto se derrita detrás del frente volcánico. El derretimiento luego se acumula en la base de la placa superior antes de que probablemente sea transportado de regreso hacia el arco volcánico.

Saskia Goes, coautora del documento y especialista también del Departamento de Ciencias e Ingeniería de la Tierra en Imperial, afirmó: “Nuestro conocimiento de las vías de fluidos y derretimiento se ha centrado tradicionalmente en las zonas de subducción alrededor del Pacífico. Decidimos estudiar la subducción del Atlántico porque la placa oceánica allí se formó mucho más lentamente, acompañada de más fallas, y se subduce más lentamente que en el Pacífico. Creemos que estas condiciones más extremas harían que las vías de fluido y derretimiento fueran más fáciles de visualizar usando ondas sísmicas”.

Los científicos señalaron que sus hallazgos brindan pistas importantes sobre los procesos detrás de las erupciones volcánicas y podrían ayudar a comprender mejor dónde se forman y se reponen los depósitos de magma debajo de los volcanes.