La Gravedad Hace Que Los Volcanes Caigan, Influyendo En Las Erupciones

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En una serie de experimentos desordenados, los científicos descubrieron que la gravedad deforma los volcanes de diferentes maneras según su estructura y composición, lo que provoca que algunos se hundan y se expandan.

La forma en que la gravedad deforma los volcanes podría ayudar a explicar las características misteriosas que se ven en los volcanes de Marte, la Tierra y otros lugares, así como los riesgos potencialmente reveladores que los volcanes representan para las comunidades vecinas de la Tierra, según un grupo de investigadores.

La gravedad puede hacer que los volcanes grandes se deformen bajo su propio peso de dos maneras: pueden extenderse hacia afuera sobre su "sótano" de roca subyacente o hundirse en ese sótano.

La forma en que los volcanes se deforman influye fuertemente en la estabilidad de sus estructuras, y cuándo y cómo entran en erupción. Para aprender más sobre cómo la gravedad puede cambiar la forma de los volcanes, los investigadores construyeron modelos que simulan una gama de estilos de deformación, desde la propagación pura hasta la flacidez pura.

Modelado desordenado

Los científicos desarrollaron modelos que consistían en grandes contenedores en los que los investigadores colocaron masilla de silicona que imitaba la parte flexible de las capas más altas de la Tierra. Además de eso, los científicos colocaron arena y yeso para reflejar las capas más frágiles del sótano de un volcán. Finalmente, los investigadores vertieron más arena y yeso en la parte superior para construir conos que representan volcanes y esperaron de 10 a 60 minutos para que los conos deformen sus sótanos. Para algunos modelos, el equipo agregó una capa delgada de silicona justo debajo de la base del cono, imitando ciertos materiales débiles del sótano, como las rocas saturadas de agua.

"Ciertamente puedo decir que fue muy divertido, aunque sucio", dijo el investigador Paul Byrne, un geólogo planetario de la Carnegie Institution de Washington. "El polvo de yeso que utilizamos para aumentar la cohesión de la arena tenía una tendencia a asentarse en todo el laboratorio, y el gel de silicona era imposible de controlar una vez que estaba fuera de un recipiente. Escribí más de unos pocos pares de pantalones, zapatos y Batas de laboratorio durante los experimentos que realicé ".

Los investigadores tomaron fotos digitales cuando los modelos desarrollaron y utilizaron software especial para medir, con un detalle excepcional, cómo se deformaban las superficies de las estructuras con el tiempo.

"Nuestro método experimental es lo suficientemente directo como para que estos experimentos puedan llevarse a cabo en laboratorios de escuelas secundarias, lo que podría alentar a la próxima generación de científicos de la Tierra y del planeta", dijo Byrne a OurAmazingPlanet.

Difusión y flacidez

Los investigadores vieron que una variedad de volcanes y la expansión del volcán evolucionaron, dependiendo de la rigidez y la fuerza del sótano de un volcán en comparación con el tamaño del volcán que soportaba. La propagación se produjo cuando el sótano era rígido, como parece ser el caso de la isla volcánica de La Reunión en el Océano Índico, mientras que el hundimiento ocurrió cuando un volcán y su sótano se deformaron juntos, como es el caso de Elysium Mons en Marte.

El hundimiento y la propagación también pueden ocurrir al mismo tiempo, cuando un volcán y su sótano se deforman por separado. Estas interacciones pueden explicar las características vistas en Olympus Mons en Marte y con los volcanes en Hawai, los volcanes más grandes en Marte y la Tierra, respectivamente. Dicha actividad puede explicar las terrazas desconcertantes que se observan sobresaliendo un poco como a pasos de los flancos medio-altos de estas estructuras.

"Nuestros modelos pueden reproducir, y así ayudar a explicar, el rango de complejidad estructural que se observa en los volcanes en todo el sistema solar", dijo Byrne. "En particular, podemos unir los diversos rasgos estructurales enigmáticos en el volcán más grande conocido, Olympus Mons en Marte, en un solo modelo, que es gratificante ya que he estado estudiando este volcán desde 2005".

Olympus Mons es el volcán más grande del sistema solar, de aproximadamente 370 millas (600 km) de diámetro, lo suficientemente ancho como para cubrir todo el estado de Nuevo México, y 13.6 millas (22 km) de altura, casi tres veces más alto que el Everest. [50 datos asombrosos del volcán]

Riesgos del volcán

Dicha investigación podría ayudar a evaluar los peligros que representan los diferentes volcanes. Por ejemplo, "un volcán que es más probable que se propague que el hundimiento tiene un mayor riesgo de sufrir deslizamientos de tierra o un colapso de flanco en toda regla, y viceversa para un volcán hundido", dijo Byrne. Estos estudios también podrían revelar posibles sitios de erupciones influenciados por la flacidez o la propagación.

Byrne agregó que su equipo podría comenzar a pensar en "otros volcanes más pequeños en la Tierra y en Marte, y no solo en algunos de los más grandes, como [los de] Hawai o el enorme Olimpo. Además, podemos buscar estos resultados" a otros volcanes extraterrestres, como los volcanes de escudo en Venus, estructuras llamadas así por su parecido con el escudo de un guerrero colocado en el suelo.

"Y podemos aplicar los conocimientos obtenidos de nuestros modelos de laboratorio a los modelos numéricos, y así comenzar a obtener una comprensión más detallada de cómo la deformación volcánica por gravedad funciona mecánicamente".

Byrne y sus colegas detallaron sus hallazgos en línea el 17 de enero en la revista Geology.

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Suplemento De Vídeo: Experimento desafiando la Gravedad.




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