La Flotabilidad Similar A Un Globo De Magma Conduce A Las Súper Erupciones

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La flotabilidad del magma que llena la tubería debajo de los supervolcanes, los volcanes que producen las erupciones más grandes en la tierra, podría ser el desencadenante de estas erupciones.

Las erupciones volcánicas más poderosas en la Tierra pueden ser causadas por la forma en que las rocas fundidas flotan a través del suelo, como un globo que flota en el agua, dicen los investigadores en un nuevo estudio.

El estudio, detallado en línea el 5 de enero en la revista Nature Geoscience, también revela que la súper erupción más grande en la Tierra podría ser miles de veces más grande que cualquier otra cosa en la historia registrada.

Los supervolcanes son capaces de erupciones mucho más grandes que cualquier cosa en la historia humana registrada, arrojando miles de veces más magma y cenizas que incluso el Monte St. Helens en 1980, dejando atrás cráteres gigantes conocidos como calderas de hasta 60 millas (100 kilómetros) de ancho. Veinte o más supervolcanes existen hoy, incluyendo ejemplos bien conocidos debajo del Parque Nacional Yellowstone en los Estados Unidos y en el Lago Toba en Indonesia.

Ningún supervolcán ha estado activo desde que comenzaron los primeros registros humanos. Aunque esto ciertamente ha sido beneficioso para la humanidad, también significa que queda mucho por conocer acerca de estas erupciones masivas, como la forma en que se desencadenan.

Se sabe que los volcanes convencionales estallan después de que se acumula la presión de un nuevo magma que fluye hacia las cámaras de magma que se encuentran debajo de los respiraderos en la superficie del planeta.

"Es como soplar mucho aire en un pequeño globo; puede explotar si lo llenas con demasiado aire demasiado rápido", dijo la vulcanóloga Luca Caricchi, de la Universidad de Ginebra en Suiza.

Sin embargo, este tipo de disparador no funciona para los supervolcanes, cuyas cámaras de magma pueden tener hasta 60 millas de ancho y varias millas de espesor. Magma no puede llenar estas cámaras lo suficientemente rápido como para generar suficiente presión para una erupción, al menos no antes de que el magma se enfríe y se endurezca demasiado para una explosión, dicen Caricchi y sus colegas. [Cuenta atrás: los volcanes más destructivos de la historia]

"Es como tratar de llenar un gran globo, es mucho más difícil hacerlo explotar", dijo Caricchi a OurAmazingPlanet de WordsSideKick.com. "Necesitas otro mecanismo para que ocurran las súper erupciones".

Globo flotante

Para descubrir más sobre lo que hace que los supervolcanes entren en erupción, Caricchi y sus colegas realizaron más de 1.2 millones de simulaciones por computadora para investigar qué condiciones son necesarias para que ocurran erupciones volcánicas de diferentes tamaños.

Independientemente, el geoquímico experimental Wim Malfait, de los Laboratorios Suizos para la Ciencia y Tecnología de Materiales, y sus colegas realizaron experimentos de laboratorio que generaron artificialmente magma bajo las mismas temperaturas y presiones extremas que se encuentran naturalmente dentro de un supervolcán. Analizaron la densidad de este magma utilizando los haces de rayos X más brillantes del mundo en la Instalación Europea de Radiación de Sincrotrón en Grenoble, Francia.

La impresión de este artista representa la cámara de magma de un supervolcán con magma parcialmente fundido en la parte superior. La presión de la flotabilidad es suficiente para iniciar grietas en la corteza terrestre en la que el magma puede penetrar.

La impresión de este artista representa la cámara de magma de un supervolcán con magma parcialmente fundido en la parte superior. La presión de la flotabilidad es suficiente para iniciar grietas en la corteza terrestre en la que el magma puede penetrar.

Crédito: ESRF / Nigel Hawtin.

Los experimentos de laboratorio de Malfait y sus colaboradores, y los modelos informáticos de Caricchi y sus colegas, descubrieron que podrían producirse súper erupciones debido a la flotabilidad del magma. La roca fundida en la corteza terrestre es flotante, ya que es más caliente y menos densa que la roca sólida que la rodea.

"La presión generada por la flotabilidad del magma es la misma presión que puedes sentir cuando mantienes un globo bajo el agua", dijo Caricchi. "Debido a que el magma es menos denso que su entorno, tiene una tendencia natural a salir a la superficie, generando una presión que eventualmente lleva a las súper erupciones".

La presión que este magma flotante ejerce sobre las paredes de la cámara de magma de un supervolcán a medida que se agrega a lo largo de miles e incluso millones de años puede hacer que el techo de la cámara de magma se colapse, provocando una erupción gigante.

"Las liberaciones volcánicas de más de unos 500 km cúbicos [120 millas cúbicas] de magma son provocadas principalmente por la flotabilidad", dijo Caricchi.

Esta investigación también sugiere que la mayor cantidad de magma que un supervolcán en la Tierra podría acumular dentro de sí mismo antes de la erupción "es de unos 35,000 km cúbicos [8,400 millas cúbicas] de material", dijo Caricchi. "Eso es mucho magma".

En comparación, las erupciones de 1980 y 1991 en Mount St. Helens y Mount Pinatubo en Filipinas se expulsaron en el orden de 0.24 millas cúbicas (1 km cúbico) y 2.4 millas cúbicas (10 km cúbicos) de materia, respectivamente.

Tan grande como puede ser

Aún así, "durante las súper erupciones, la cantidad total no ha surgido, solo un porcentaje relativamente pequeño, alrededor del 10 al 20 por ciento", dijo Caricchi. "Eso significa que la mayor erupción físicamente posible en la Tierra es probablemente de aproximadamente 960 a 1,920 millas cúbicas [4,000 a 8,000 km cúbicos]".

"Al saber qué tan grandes pueden ser las erupciones en la Tierra, eso nos da una mejor idea de cómo las súper erupciones varían en tamaño en la Tierra y cuál podría ser la frecuencia de las erupciones de diferentes tamaños", agregó Caricchi.

Otros grupos de investigación han sugerido que la roca fundida en la cámara de magma de un súper volcán podría calentar la corteza sobre ella hasta que esa roca se fracture, provocando una súper erupción.

"Sin embargo, para que este mecanismo sea eficiente, no solo necesita calor en la cámara de magma, sino también presión, y para generar presión en las cámaras grandes que tienen los supervolcanes, la flotabilidad ayuda", dijo Caricchi. "Así que creemos que la flotabilidad desempeña el papel principal en las súper erupciones".

Malfait dijo que las súper erupciones son muy raras, que ocurren cada 100.000 años, "por lo que no son algo de qué preocuparse", dijo. "Por otra parte, parece bastante seguro que sucederá en un futuro lejano y que la humanidad tendrá que lidiar con eso. En este momento no podemos predecir y ciertamente no prevenirlos o mitigarlos, pero tenemos tiempo, no hay urgencia allí ".

Siga OurAmazingPlanet @OAPlanet, Facebook y Google+. Artículo original en OurAmazingPlanet de WordsSideKick.com.


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