El volcán submarino Kama'ehu de Hawái entró en erupción cinco veces en los últimos 150 años

exploración del volcán submarino Kamaʻehuakanaloa

Cambios químicos en la lava a lo largo del tiempo dan pistas de la edad de una erupción

Kamaʻehuakanaloa (anteriormente Lōʻihi Seamount), un volcán submarino hawaiano ubicado a unas 20 millas de la costa sur de la Isla Grande de Hawái, ha entrado en erupción al menos cinco veces en los últimos 150 años, según una nueva investigación dirigida por científicos de la Tierra en el Universidad de Hawai'i en Manoa.

Por primera vez, los científicos pudieron estimar las edades de las erupciones más recientes del Kamaʻehu, así como las edades de ocho erupciones más antiguas adicionales en este volcán que se remontan a unos 2.000 años.

Se cree que los volcanes hawaianos pasan por una serie de etapas de crecimiento. Kamaʻehu se encuentra actualmente en la primera etapa de crecimiento de "pre-escudo" submarino, mientras que el vecino volcán activo Kīlauea se encuentra en su etapa principal de construcción de escudo.

"Kamaʻehu es el único ejemplo activo y expuesto de un volcán hawaiano anterior al escudo", dijo Aaron Pietruszka, autor principal del estudio y profesor asociado en el Departamento de Ciencias de la Tierra en la Escuela de Ciencias y Tecnología del Océano y la Tierra de la UH Manoa (SOEST). "En los otros volcanes de Hawái, esta primera parte de la historia volcánica está cubierta por la gran efusión de lava que se produce durante la etapa de escudo. Por lo tanto, existe un gran interés en aprender sobre el crecimiento y la evolución del Kama'ehu".

batimetría del volcán Kama'ehu

Imagen: Mapas batimétricos de Kama'ehuakanaloa ("Kama'ehu"), Hawai'i, con ubicaciones de muestra, modificados de García et al. (1993). La ubicación del mapa de la derecha se muestra mediante el cuadro discontinuo en el mapa de la izquierda (mbsl: metros bajo el nivel del mar).

La historia del Kama'ehu revelada con química y vídeos submarinos

Anteriormente, la única erupción conocida y confirmada del Kamaʻehu fue la que ocurrió en 1996, un evento que solo se descubrió porque coincidió con un gran enjambre de terremotos que fueron detectados remotamente por sismómetros en la Isla Grande.

"Los sismómetros solo se pueden usar para detectar las erupciones activas en curso de volcanes submarinos porque los terremotos son transitorios", dijo Pietruszka. "Para determinar las edades de las erupciones más antiguas en el Kamaʻehu, adoptamos un enfoque diferente. Usamos un espectrómetro de masas para medir pequeñas cantidades del isótopo radio-226 en piezas de lava vítrea apagada que se tomaron muestras de los afloramientos del fondo marino del Kamaʻehu usando un sumergible".

El magma contiene naturalmente radio-226, que se desintegra radiactivamente a un ritmo predecible. Entonces, Pietruzska y sus coautores usaron la cantidad de radio-226 en cada muestra para inferir el tiempo aproximado transcurrido desde que la lava hizo erupción en el fondo marino, es decir, la edad de erupción de la muestra.

lava del volcán Kama'ehu

Imagen: Imágenes submarinas de lava del volcán Kama'ehu, que contrastan lavas jóvenes de aspecto fresco (arriba) con lavas más antiguas cubiertas de sedimentos (abajo). Las dos imágenes en la parte inferior son cortesía de JAMSTEC.

Pietruszka comenzó esta investigación hace muchos años como investigador postdoctoral en la Carnegie Institution for Science, justo después de terminar su doctorado en ciencias de la Tierra en SOEST. Una vez que regresó a la UH Manoa en 2019, tuvo acceso a vídeos y fotos de inmersiones de sumergibles alrededor del Kama'ehu y tenía la información que necesitaba para terminar de conectar los puntos.

"Las imágenes y los vídeos de las inmersiones de sumergibles proporcionaron una confirmación independiente de nuestras estimaciones de las edades de las erupciones", dijo Pietruszka. "Las lavas de apariencia más fresca también tenían más radio-226, y viceversa para las lavas de apariencia 'más vieja', es decir, fracturadas y rotas, y/o cubiertas de sedimento marino. Me sorprendió descubrir que Kama'ehu había entrado en erupción cinco veces en los últimos 150 años, lo que implica una frecuencia de 30 años entre erupciones en este volcán. Esto es mucho más lento que en el Kīlauea, que entra en erupción casi continuamente (con pausas poco frecuentes de solo unos pocos años)".

Cambios químicos en la lava a lo largo del tiempo

La química de la lava que brotó de los volcanes hawaianos cambia con el tiempo. Las nuevas edades de erupción de las lavas del Kama'ehu, junto con las mediciones de la química de la lava, revelan que la escala de tiempo de variación en la química de la lava en este volcán pre-escudo es de aproximadamente 1.200 años. Por el contrario, la química de la lava del Kīlauea cambia en una escala de tiempo de unos pocos años a décadas, con un ciclo completo de unos 200 años.

"Creemos que el origen de esta diferencia está relacionado con la posición de los dos volcanes sobre el punto caliente de Hawai", dijo Pietruszka. "Esta es un área del manto de la Tierra que se eleva hacia la superficie, una "pluma del manto" que finalmente se derrite para formar el magma que abastece a los volcanes de Hawái. Los modelos y otros datos de isótopos del torio-230 sugieren que el centro de una pluma del manto debería elevarse más rápido que su margen. Nuestros resultados, específicamente, el factor de seis escalas de tiempo más largas de variación en la química de la lava en Kama'ehu, proporciona una confirmación independiente de esta idea".

El equipo de investigación espera comprender mejor cómo funcionan los volcanes hawaianos desde sus etapas más tempranas de crecimiento hasta su madurez completa, y frecuentemente activa, para ayudarlos a comprender los controles profundos de las erupciones volcánicas que se inician dentro de la misteriosa pluma del manto ascendente debajo del punto caliente hawaiano.

Los hallazgos fueron publicados recientemente en Geology: Slow changes in lava chemistry at Kama'ehuakanaloa linked to sluggish mantle upwelling on the margin of the Hawaiian plume

Etiquetas: ErupciónVolcán submarinoHawái

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