¿Cómo explotan los volcanes en las profundidades del mar?

isla volcánica

La mayoría de las erupciones volcánicas submarinas pasan desapercibidas

La mayoría de las erupciones volcánicas ocurren sin ser vistas en el fondo de los océanos del mundo. En los últimos años, la oceanografía ha demostrado que este volcanismo submarino no solo deposita lava sino que también expulsa grandes cantidades de ceniza volcánica.

"Entonces, incluso bajo capas de agua de kilómetros de espesor, que ejercen una gran presión y evitan la desgasificación efectiva, debe haber mecanismos que conduzcan a una desintegración 'explosiva' del magma", dice el profesor Bernd Zimanowski, jefe del Laboratorio Físico-Vulcanológico de la Julius-Maximilians-Universität (JMU) Würzburg en Baviera, Alemania.

Publicación de un grupo de investigación internacional

Un grupo de investigación internacional dirigido por los profesores James White (Nueva Zelanda), Pierfrancesco Dellino (Italia) y Bernd Zimanowski (JMU) ha demostrado este mecanismo por primera vez.

El autor principal es el Dr. Tobias Dürig de la Universidad de Islandia, un ex alumno de laJMU y ex ganador del Premio Röntgen del Instituto de Física de la JMU. Antes de ir a Islandia, Dürig fue miembro de los grupos de investigación del profesor Zimanowski y el profesor White.

Robot submarino enviado a una profundidad de 1.000 metros

El equipo investigó en el volcán Havre Seamount que se encuentra al noroeste de Nueva Zelanda a una profundidad de aproximadamente 1.000 metros debajo de la superficie del mar. Este volcán hizo erupción en 2012, y la comunidad científica se dio cuenta de ello.

La erupción creó una alfombra flotante de partículas de piedra pómez que se expandió por unos 400 kilómetros cuadrados, aproximadamente del tamaño de la ciudad de Viena. Ahora se ha usado un robot submarino para examinar los depósitos de cenizas en el fondo marino. A partir de los datos de observación, el grupo de James White detectó más de 100 millones de metros cúbicos de cenizas volcánicas.

El robot submarino también tomó muestras del fondo marino, que luego se utilizaron en estudios experimentales conjuntos en el Laboratorio Físico-Vulcanológico de la JMU.

erupción de un volcán submarino

Experimentos en el laboratorio físico-vulcanológico

"Derretimos el material y lo pusimos en contacto con el agua en varias condiciones. En ciertas condiciones, se produjeron reacciones explosivas que condujeron a la formación de cenizas volcánicas artificiales", explica Bernd Zimanowski. La comparación de esta ceniza con las muestras naturales mostró que los procesos en el laboratorio deben haber sido similares a los que tuvieron lugar a una profundidad de 1.000 metros en el fondo del mar.

Zimanowski describe los experimentos decisivos: "En el proceso, el material fundido se colocó debajo de una capa de agua en un crisol con un diámetro de diez centímetros y luego se deformó con una intensidad que también se puede esperar cuando el magma emerge del fondo del mar. Se forman grietas y el agua se dispara abruptamente en el vacío creado. El agua luego se expande explosivamente. Finalmente, las partículas y el agua se expulsan explosivamente. Los guiamos a través de un tubo en forma de U hacia un depósito de agua para simular la situación de enfriamiento bajo el agua". Las partículas creadas de esta manera, la 'ceniza volcánica artificial', correspondían en forma, tamaño y composición a la ceniza natural.

Posibles efectos sobre el clima

"Con estos resultados, ahora tenemos una comprensión mucho mejor de cómo son posibles las erupciones volcánicas explosivas bajo el agua", dice el profesor de la JMU. Las investigaciones adicionales también deberían mostrar si las explosiones volcánicas submarinas podrían tener un efecto en el clima.

"Con las erupciones de lava submarina, lleva mucho tiempo transferir el calor de la lava al agua. Sin embargo, en erupciones explosivas, el magma se divide en pequeñas partículas. Esto puede crear pulsos de calor tan fuertes que las corrientes de equilibrio térmico en los océanos se alteran localmente o incluso globalmente". Y esas mismas corrientes tienen un impacto importante en el clima global.

Cuadro de información: volcanes en el fondo del océano

Hay alrededor de 1.900 volcanes activos en tierra o como islas. Se estima que la cantidad de volcanes submarinos es mucho mayor. No se conocen los números exactos porque el fondo del mar está en gran parte inexplorado. En consecuencia, la mayoría de las erupciones volcánicas submarinas pasan desapercibidas. Los volcanes submarinos crecen lentamente hacia arriba por erupciones recurrentes. Cuando alcanzan la superficie del agua, se convierten en islas volcánicas, como el activo Stromboli cerca de Sicilia o algunas de las Islas Canarias.

Los resultados han sido publicados en la revista Nature Geoscience: Deep-sea eruptions boosted by induced fuel–coolant explosions

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