Despidiendo el 2010

A todxs los visitantes que durante el 2010 le dieron sentido y motivo a este blog, les agradezco y espero que el 2011 siga siendo un año en el cual podamos compartir información y conocer más acerca de nuestro planeta tierra.

El 2010 fue un año en el que sucedieron muchos sismos que lamentablemente tuvieron un costo humano muy alto. También fue un año en el que se despertaron muchos volcanes y entre ellos, los volcanes rusos de la península de Kamchatka , fueron algunos de los cuales nos dieron más noticias durante el año. Es por eso, que ahora cerraremos el año con una selección de imágenes  en orden cronológico de actividad de los volcanes rusos, tan impresionantes, bellos, imponentes e interesantes que aunque las fotografías se quedan cortas para mostrar toda su grandeza, una imagen les puede transmitir muchas sensaciones.

Que las disfruten y un excelente 2011 para todas y todos!

Enero

Actividad estromboliana y  flujo de lava en el flanco noroeste del volcán Klyuchevskoy el 16 de enero de 2010. Foto: Yu. Demyanchuk

Actividad del volcán Klyuchevskoy y  flujo de lava en el flanco noroeste de 17 de enero de 2010. Foto: Yu. Demyanchuk.

Febrero

Imagen obtenida el 13 de Febrero con el radiómetro ASTER en la que se observa la erupción simultanea de dos volcanes vecinos:  el Klyuchevskaya y el Bezymianny. Foto: Michon Scott, Earth Observatory

Actividad del volcán  Klyuchevskoy el 23 de Febrero. Foto:  Yu. Demyanchuk

Actividad del volcán Klyuchevskoy del 24 de Febrero. Foto: Yu. Demyanchuk.

Marzo

Actividad del volcán Klyuchevskoy en Marzo 1. Foto:  Yu. Demyanchuk.

Abril

Actividad del volcán Klyuchevskoy el 17 de Abril. Foto:   Yu. Demyanchuk

Junio

Estado del Klyuchevskoy el 21de Junio. Foto: Yu. Demyanchuk.

Julio

Estado del volcán  Klyuchevskoy el 31 de Julio. Foto:  K. Kravchenko.

Agosto

Cráter del volcán Gorely durante una de las expediciones de cientificos rusos en el 2010 para estudiar todo el vulcanismo violento en la península de Kamchatka. Foto: Agnes Samper

Un río salvaje que se impone sobre el paisaje escarpado cerca de los volcanes Gorely y Mutnovsky. Foto:Agnes Samper

Volcán Mutnovsky. Foto:Agnes Samper

Estado del volcán Klyuchevskoy el 3 de agosto. Foto:   V. Rubtsov.

Estado del Klyuchevskoy el 8 de Agosto. Foto:  Yu. Demyanchuk.

Septiembre

Estado del Klyuchevskoy el 24 de Septiembre. Foto:  Yu. Demyanchuk.

Estado de Klyuchevskoy  el 23 de Septiembre. Foto: Yu. Demyanchuk.

Estado del  Klyuchevskoy  el 23 de Septiembre. Foto:  Yu. Demyanchuk.

Octubre

Estado del Klyuchevskoy el 8 de Octubre. Foto: Yu. Demyanchuk.

Estado del Klyuchevskoy el 22 de Octubre. Foto:  Yu. Demyanchuk.

Estado del Klyuchevskoy el 23 de Octubre. Foto:  Yu. Demyanchuk.

Estado del Klyuchevskoy el 23 de Octubre. Foto:  Yu. Demyanchuk.

Noviembre

Estado del Klyuchevskoy el 05 de Noviembre. Foto:  Yu. Demyanchuk.

Estado del Klyuchevskoy el 21 de Noviembre. Foto:  A. Sokorenko.

Imagen tomada desde la estación espacial de la peninsula de Kamchatka donde se distinguen los volcanes Kronotsky,  Kizimen, Schmidt y Krasheninnikov. Foto: William L. Stefanov, NASA-JSC.

Diciembre

Estado del Klyuchevskoy el 3 de Diciembre. Foto:  Yu. Demyanchuk.

Estado del  Klyuchevskoy  el 22 de Diciembre. Foto: Yu. Demyanchuk.


Los rayos volcánicos pueden ayudar al rastreo de cenizas

La erupción del volcán  Eyjafjallajökull en Islandia a finales de marzo de 2010 produjo una gran columna de cenizas y una serie de trastornos considerables a los vuelos en toda Europa. Ahora los investigadores han descubierto que la cantidad de rayos producidos cerca del volcán cada hora era más o menos proporcional a la altura de la pluma de ceniza volcánica. Ellos creen que la técnica podría usarse para monitorear los volcanes en lugares remotos o los que están oscurecidos por la lluvia.

Según nuevas investigaciones, los rayos derivados de erupciones volcánicas  podrían ser utilizados para estimar la altura de una columna de cenizas arrojadas durante la erupción.

La erupción en abril del volcán islandés Eyjafjallajökull  creó una gigantesca nube de cenizas, la cual cubrió por un momento la mayor parte de Europa, hizo ver puestas de sol color rojo fuego y produjo la suspensión temporal de la aviación internacional, lo que derivó en un caos de viajes para  decenas de miles de personas.

Si bien,  los científicos que monitorean el volcán utilizan satélites y radares para rastrear el progreso de una pluma,  a menudo tienen dificultades para vigilar el progreso de la ceniza volcánica cuando anochece y cuando los cambios climáticos dificultan el trabajo. Los relámpagos que acompañan a estas plumas podrían ayudar a este esfuerzo: esta nueva investigación sugiere que los grandes relámpagos relacionados a las plumas volcánicas en Islandia están correlacionadas con las alturas de éstas plumas, lo cual es consistente con otros trabajos recientes.

Relámpagos Volcánicos

El Eyjafjallajökull comenzó a inyectar cenizas volcánicas a la atmósfera el 20 de marzo de este año. En pocos días, la pluma de ceniza alcanzó una altura de 9 kilómetros. La pluma estaba tan cargada eléctricamente que produjo sus propio rayos, lo que podía ser detectado a muchos miles de kilómetros de distancia, en el día y la noche,  según el estudio, que se basa en mediciones de la red de ubicación de rayos ( ATDnet) en la Oficina Meteorológica del Reino Unido.

“Hay la idea de que las erupciones volcánicas son tormentas sucias”, dijo Earle Williams,  científico atmosférico del MIT, que no estuvo involucrado en la nueva investigación, pero ha estudiado la relación entre la altura de las nubes de ceniza y los relámpagos.

El cómo funciona exactamente este concepto no está del todo claro, pero las partículas de cenizas pueden ser cubiertas en hielo después de llegar hasta cerca de 5 km de altura. Estas nuevas partículas de hielo  se comportarían como partículas en una tormenta: A medida que se chocan y se alejan, se acumula una carga eléctrica y de ahí derivan los grandes relámpagos.

Otra posibilidad es que el agua en el magma del volcán podría estar enfriando y creando un relámpago por el mismo mecanismo. Sin embargo, los investigadores necesitan saber más acerca de las propiedades de las columnas de cenizas antes de resolver la cuestión.

Aviones en alerta

Pero la estimación de la altura de las plumas satisface más que una curiosidad meramente académica. “Desde un punto de vista práctico, la industria de la aviación está muy preocupada por las erupciones volcánicas. Los aviones generalmente no quieren ir ni siquiera por una tormenta ordinaria y eso que ésto es esto es peor.” afirma Williams.

Las plumas de ceniza volcánica tienen más hielo y rocas y pueden estropear cualquier avión. Han habido casos en los que 747 jets han perdido sus cuatro motores después de volar a través de una pluma de cenizas. Si los controladores de tránsito aéreo tuviese una estimación más precisa de cómo estas plumas crecen, tendrían una mejor idea sobre cómo evitarlos.

El estudio fue publicado en la edición del 10 de diciembre de la revista Environmental Research Letters.

Más información sobre los efectos y acción frente a las cenizas volcánicas

Imágenes de la erupción del volcán Eyjafjallajökull, Islandia donde se aprecian los relámpagos causados por las descargas eléctricas a través de la ceniza volcánica. Créditos: Marco Fulle

Fuentes:

http://environmentalresearchweb.org/cws/article/news/44570

http://www.livescience.com/environment/volcanic-ash-cloud-monitoring-101210.html

http://www.swisseduc.ch/stromboli/perm/iceland/eyafallajokull_20100416-en.html?id=14

Cuál ha sido la mayor erupción volcánica en toda la historia de la tierra?

Los volcanes han estado en erupción durante miles de millones de años, pero los seres humanos han estado alrededor para registrar con diversos grados de precisión hace sólo unas decenas de miles de años, y con el rigor preciso, científico sólo a partir de principios del siglo 20. Sin embargo, a pesar de que muchas de las erupciones más catastróficas del planeta tuvieron lugar hace mucho tiempo, los científicos de hoy en día han desarrollado algunos medios para su calificación.

Científicos del  Servicio Geológico de EE.UU. (USGS) utilizan el Índice de Explosividad Volcánica (VEI por sus siglas en inglés: Volcano Explosivity Index) para medir la magnitud de las explosiones volcánicas. Es una escala logarítmica que va de 1 a 8. Una erupción de magnitud 1 arroja menos de 350 mil pies cúbicos (10.000 metros cúbicos) de tefra volcánica, que consiste en ceniza y rocas,  y una erupción de magnitud 8 libera más de 240 millas cúbicas (1.000 kilómetros cúbicos). Para tener una idea de la escala, las erupciones recientes en el Monte Merapi y Eyjafjallajokull en Islandia fueron de magnitud 4. La erupción de 1980 del Monte Santa Helena fue de una magnitud 5.

Escala de magnitud de erupciones volcànicas: VEI.  Los números entre paréntesis representan el volumen total de material piroclástico arrojado en la erupción (ceniza volcánica, ceniza volcánica y flujos piroclásticos); los volúmenes son para los depósitos sin compactar. Cada aumento de paso representa un incremento de diez veces en el volumen de material piroclástico que fue emitido durante la erupción. Imagen: USGS

Mediante el estudio de muestras de rocas, las características geográficas, y las capas de cenizas en las muestras de hielo, los científicos pueden reconstruir algunas – aunque ciertamente no todas – de las erupciones volcánicas más épicas, incluyendo las  de cientos de millones de años atrás.

La más enérgico de las erupciones ocurrió en las montañas de San Juan en el suroeste de Colorado hace alrededor de 27 millones de años. De aquella explosión derivo la formación de lo que se conoce como la Caldera de La Garita y arrojó más de 3.107 millas cúbicas (5.000 kilómetros cúbicos) de lava – lo suficiente para cubrir con una capa de casi 13 metros  toda California. La ignimbrita de la caldera de La Garita se conoce como Fish Canyon tuff y  consta de dacita, una roca ígnea formada a partir de una cristalización de un magma.

Según el USGS, es la mayor erupción conocida desde el Ordovícico, hace entre 504 y 438 millones de años. Fue tan grande dicha explosión que, de hecho en un informe en el 2004  del Boletín de Vulcanología, los científicos recomendaban la adición de un noveno piso a la escala VEI, y declararon la erupción La Garita como de una magnitud de 9.2. Aunque esta clasificación está aún en debate – la escala de cualquier actividad volcánica antigua se basa en parte en estimaciones, después de todo – La Garita es la única erupción conocida de magnitud 9.

Formaciones de Ceniza volcánica en Caldera La garita. Imagen: G. Thomas

Las rutas del agua desde el océano profundo hasta los volcanes

Las placas oceánicas llevan mucha agua cuando se sumergen hacía el interior de la Tierra en los márgenes continentales. Dicha  agua juega un papel central en el vulcanismo de bordes de placa. Un equipo del Centro de Investigación Cooperativa (SFB ) 574 “Líquidos y volátiles en las zonas de subducción”, en Kiel (Alemania) ha rastreado por primera vez  el camino que sigue el agua hasta una profundidad de 120 kilómetros. Esta es una pieza importante del rompecabezas para entender el vulcanismo activo en el cinturón de fuego del pacífico.

Rutas del agua en las zonas de subducción: a través de grandes grietas formadas durante el proceso de subducción de las placas oceánicas el agua penetra, y es en parte capturada y transportada a través del manto. Allí, debido a la alta presión y temperaturas que se ejercen sobre la placa en subducción, el agua sube de nuevo a la superficie. (Crédito: Worzewski)

 

Es difícil imaginar una mayor diferencia que la que hay entre el fuego y el agua. Sin embargo hay una estrecha relación entre éstos y los científicos lo saben: muchos volcanes necesitan agua para sus erupciones. En el manto superior, el agua reduce la temperatura de fusión de las rocas. Como consecuencia, éstas se funden más rápido y pueden ascender en forma de magma a la superficie de la Tierra. En las zonas donde se desliza  una placa oceánica bajo un continente por los procesos de tectónica de placas, grandes cantidades de agua penetran en el interior de la Tierra.

Esta región, llamada zona de subducción, se puede encontrar por ejemplo en la costa oeste de América Central y América del Sur.  A través de grandes grietas formadas durante el proceso de subducción de las placas oceánicas el agua penetra y es en parte capturada  y transportada en el manto. Allí, la presión alta y las temperaturas aprietan la placa que está subduciendo y el agua asciende de vuelta a la superficie. En este camino de regreso, apoya el proceso de formación del magma. Por lo tanto todas las zonas de subducción están caracterizadas por la presencia de volcanes a lo largo del margen continental.
Tamara Worzewski, geofísica del Centro de Investigación Cooperativa (SFB) 574 explica que:

“Hasta ahora lo que sabíamos era que el arrastre del agua hacía el manto terrestre a lo largo de las áreas de las zonas de subducción es sustancial y cómo es liberada de nuevo por el proceso volcánico. Sin embargo, la ruta exacta del agua hacia el manto y de nuevo a la superficie no había sido demostrada en todo un contexto unificador”

Para sus investigaciones, los científicos utilizaron el método magnetotelúrico. Aquí, los instrumentos especiales para medir los cambios en el campo electromagnético de la Tierra,  permiten inferir la distribución de la conductividad en la tierra. “Debido a su alta conductividad, las rocas acuosa se pueden detectar muy bien“, explica Worzewski. En tierra, este método ya ha sido utilizado con éxito durante algún tiempo aunque en el fondo del mar, su aplicación es bastante nueva. “Las mediciones a mayor profundidad son simplemente mucho más difíciles“, explica el Dr. Marion Jegen, co-autor del estudio.

En 2007 y 2008, una cadena continua de èstos instrumentos fue distribuida en toda la zona de subducción en la costa de Costa Rica. Se extendió desde 200 kilómetros de la costa a 160 kilómetros sobre la tierra más allá de la cadena volcánica de Costa Rica. “Los instrumentos en tierra fueron suministrados por la Universidad Libre de Berlín, mientras que en el fondo marino fueron usados los nuevos instrumentos desarrollados en Kiels” reporta el Dr. Jegen. Con los nuevos datos Tamara Worzewski y sus co-autores fueron capaces de visualizar por primera vez, el ciclo del agua en las zonas de subducción.

Tenemos indicios de que el proceso de enriquecimiento de agua de la corteza que hemos detectado a nivel local se pueden encontrar en zonas de subducción a nivel mundial“, dice Worzewski. Sin embargo  se requiere más investigación para explicar el proceso en más detalle.

Links (en inglés) :
www.sfb574.ifm-geomar.de The Collaborative Research Centre 574

Contacto:
Tamara Worzewski, tworzewski@ifm-geomar.de
Dr. Marion Jegen, Phone: +49-431 600 2560, mjegen@ifm-geomar.de
Jan Steffen (Public relation IFM-GEOMAR), Phone: +49-431 600-2811, jsteffen@ifm-geomar.de

Fuentes:

http://www.uni-kiel.de/aktuell/pm/2010/2010-187-ozean-feuerberg-e.shtml

http://www.sciencedaily.com/releases/2010/12/101220084154.htm

El Peteroa en actividad

Todo empezó el 6 de septiembre de 2010, cuando el volcán Peteroa, el cráter activo del complejo volcánico Planchón-Peteroa  hizo erupción de una serie de pequeñas cenizas y nubes de gas. El Servicio Nacional de Geología y Minería de Chile (Sernageomin) informó en ese momento de que las erupciones eran probablemente freatomagmáticas: causada por la interacción del agua con el magma dentro del volcán.

Luego de que la actividad se intensificará el 18 de septiembre,  tres días después el volcán emitió una columna de ceniza de color gris oscuro.

Los estudios petrográficos y mineralógicos que fueron realizados en la ceniza no indicaron componentes juveniles, lo cual sugiere que hasta el momento no ha existido participación de un nuevo magma en el proceso. Tampoco se registraron sismos asociados a la actividad de fluidos internos. Lo anterior implica que la actividad ocurre asociada con procesos muy superficiales.

Aunque la actividad sísmica del volcán ha registrado valores bajos, dadas las características del fenómeno, la cercanía al volcán de un sismo de magnitud 5,2 y en espera de la evolución de la actividad, se conserva la alerta volcánica en nivel 4 – AMARILLA.

El volcán Planchón-Peteroa se encuentra en la frontera entre Chile y Argentina, y la mayoría de las cenizas viajan hacía el sudeste de Argentina por lo que las autoridades argentinas advirtieron a los residentes de la comunidad de Malargüe- a 94 kilómetros al Este- de estar preparados ante un eventual incremento de la actividad del volcán.

Las imágenes en tiempo real de la cámara web de monitoreo del Observatorio Vulcanológico de los Andes del Sur (OVDAS) del volcán Peteroa, se pueden encontrar aquí.

Imagen satélital tomada el 21 de septiembre en la que se aprecia la pluma de ceniza desde el Peteroa. Se observa el lago ácido que se encuentra al noreste del volcán/ Imagen: Robert Simmon, NASA Earth Observatory.

*Créditos de las Figuras 1-3: Servicio Nacional de Geología y Minería de Chile, SERNAGEOMIN

Volcan Lanín

La cadena volcánica Lanín-Villarica tiene una longitud de 60 km en dirección N50ºO que comprende tres estratovolcanes principales (volcanes Lanín, Quetrupillán y Villarrica) de los cuales el Lanín ha sido el menos activo en tiempos históricos. La alineación de estos tres volcanes es atribuida a la existencia de una falla bajo los volcanes. Aparte del Quetrupillán y Villarrica, existe otro número de volcanes erodados en la alineación.

Volcanes Lanín y Quetrupillán / Foto: Ben Tubby

El Volcán Lanín  de 3747 metros de altura (39,7ºS – 71,5ºO) se encuentra localizado en el extremo sudeste de la cadena y cubre un área de 220 km2 con un volumen estimado de 180 km3 . Se encuentra en el límite entre Argentina y Chile, estando casi tres cuartas partes de la estructura en territorio Argentino.

Composicionalmente, las rocas volcánicas del volcán Lanín corresponden, principalmente, a basaltos/andesitas basálticas y dacitas subordinadas con escasas variedades intermedias. Los depósitos piroclásticos post glaciales muestran también composiciones silíceas y confirman una estricta bimodalidad composicional de los magmas. Los ciclos volcánicos efusivos serían controlados por un reducido tiempo de residencia en una cámara magmática superficial con evacuación rápida y simultánea de dacitas y basaltos

Tiene una forma cónica con pendientes empinadas cubiertas parcialmente por glaciares. El volcán se formó en cuatro etapas eruptivas datadas al Pleistoceno temprano o Plioceno tardío. Las dos últimas etapas ocurrieron durante el Pleistoceno tardío y el Holoceno.

En el área vecina, 20 km al sudeste, ocurrió el evento eruptivo más reciente( hace 200 años) con el derrame de lava desde el cono El Escorial. El volcán Lanín fue reportado activo en 1906 después de la noticia en los periódicos sobre el terremoto de Valparaíso pero Sapper (1917) afirmó que ese reporte de los periódicos está muy en discusión y que no hay erupciones históricas conocidas.  Conos piroclásticos (Volcán Arenal) post-glaciares están localizados en los flancos bajos del volcán y lavas posteriores cubren estos depósitos y llegan hasta el lago Paimún.

La empinada pendiente del cono con potentes glaciares y normalmente cubierto por nieve es un claro rasgo que puede favorecer la formación de repetidos flujos de detritos. Potentes depósitos neoglaciares potencian también la peligrosidad del volcán siendo el origen de la formación de lahares, especialmente los cauces fluviales y abanicos aluviales localizados al norte y el sur del volcán.

Si bien el volcán Lanín muestra un pobre registro estratigráfico de eventos explosivos, la presencia de un domo en la cumbre que obstruye el conducto central puede ser un factor que favorece procesos eruptivos explosivos y/o el colapso de la estructura del volcán.

El Lanín es uno de los estratovolcanes más altos de los Andes del Sur y el principal escenario de peligrosidad derivados de su morfología empinada y de los procesos agradacionales que normalmente ocurren en volcanes cubiertos por hielo. Esto lo convierte en un gran riesgo para los pobladores rurales, comunidades indígenas, guardaparques, fuerzas de seguridad y turistas con emplazamientos en las cercanías al volcán como también las localidades de Junín de los Andes y San Martín de los Andes.

Vista del Lanín desde el lado chileno, en el Parque Nacional Villarica/ Foto: ROSWO, Rosenwirth-Dia

Vista del Lanin desde el lado Argentino, en Neuquen / Foto: aleposta


1. Todas las imágenes bajo licencia Creative Commons Attribution 2.0 Generic

Fuentes:

Grupo de Estudio y Seguimiento de Volcanes Activos, Universidad de Buenos Aires.

Global Volcanism Program- Smithsonian Institution

Luis E. Lara, José A. Naranjo and Hugo Moreno, 2004. Lanín volcano (39.5°S), Southern Andes: geology and morphostructural evolution, Revista geológica de Chile vol. 31.


Terremoto en Tonga: 1 por 3

O mejor dicho, tres terremotos en uno: Es lo que cree el sismólogo Thorne Lay de la Universidad de California y equipo, que sucedió con el terremoto  (y posterior tsunami) que cobro la vida de 192 personas el año pasado en Samoa, Tonga y Samoa Americana.

Analizando los datos, se dieron cuenta de que lo que en principio habían creído que fue un megaterremoto, fueron en realidad  tres grandes terremotos que ocurrieron en lapsos de dos minutos, el uno del otro y los dos terremotos que permanecieron ocultos fueron los grandes responsables de algunos de los daños y el tsunami.

Al parecer los dos sismos de magnitud 7,8 combinados representaron la liberación de energía de un sismo de magnitud 8.

Este sería el primer caso conocido de un sismo (el de magnitud 8,1) a partir de una gran falla normal sobre el suelo oceánico de una placa tectónica que desencadena estos sismos “de empuje” principales (los de magnitud 7,8) en la zona de subducción donde la placa oceanica se esta deslizando o “subduciendo” bajo una placa continental de la corteza terrestre.

Por lo general, los grandes sismos de empuje o “megathrust ‘que ocurren cerca del límite de la zona de subducción entre dos placas provocan otros sismos en la placa oceánica que  está en subducción debajo de la placa continental. Estos sismos de empuje son aquellos en los que el suelo océanico es empujado a lo largo de una falla, forzandolo de un lado de la falla ya sea bajo o sobre el mismo del otro lado.

En el suroeste del Océano Pacífico, la placa Pacífica se está moviendo hacia el oeste y  está siendo empujada debajo del bloque de Tonga, una “microplaca” en el borde noreste de la placa australiana.

Localización de los 3 sismos que afectaron Tonga, Samoa y Samoa Americana en Septiembre de 2009/ Keith Koper, University of Utah

Durante los terremotos normales, el suelo es separado a lo largo de una falla. El sismo de 8,1 ocurrió cuando la placa del Pacífico se rompió en el “exterior”  donde comienza a bucear hacia el oeste por debajo del bloque de Tonga.

Los tres sismos se originaron a profundidades de 15-20 kilometros aprox.  bajo la superficie.  El sismo de magnitud 8,1 duró 60 segundos. El de magnitud 7.8  habría comenzado en algún momento entre los 49 y 89 segundos posteriores y el segundo sismo de 7,8 habría comenzado entre  90 a 130 segundos después del primer sismo. Estos sismos generaron olas gigantescas de altura variable dependiendo del lugar en qué rompían. En algunos lugares el agua alcanzó  a alzarse más de 49 metros sobre el nivel del mar.

Se conoce de otros tres casos de grandes sismos que sucedieron debido al empuje o al fallamiento normal dentro de una placa del fondo marino en subducción: El de Sanriku, Japón en 1933 (de magnitud 8,4), el de Sumba, Indonesia en 1977(de magnitud 8,3)  y el de las Islas Kuriles, Rusia en 2007 (de magnitud 8,1).

Me parece que es un precedente interesante y sin duda que será un factor más a tener en cuenta en el modelado de los terremotos y tsunamis, no solo en esta región en particular sino en todo el mundo, incluyendo del otro lado del pacífico en donde estamos.

Imagen que muestra la marca de hasta donde avanzo el oleaje en el tsunami de Tonga del 2009/ Imagen: New Zealand Civil Defense

Viajando 4500 millones de años atras…

Nuestro planeta tierra se habría formado hace más de 4500 millones de años y de cómo habría sido su composición inicial, todavía no se tiene total certeza. Sin embargo, siguen apareciendo estudios que nos van acercando un poco más a cómo habría sido la tierra en sus orígenes, como el publicado en la revista Nature el 12 de agosto.

Esta investigación liderada por el geoquímico Matthew Jackson de la Universidad de Boston, se basa en un análisis de isótopos en basaltos del Ártico que indican que dichas rocas pueden haber provenido de un reservorio del manto antiguo que sobrevivió al reciclado en el interior activo del planeta desde la infancia de la Tierra y los cuales podrían dar importantes pistas acerca de la composición y la historia geofísica del planeta.

La  búsqueda de un pedazo del manto primitivo significa estudiar los basaltos (magmas básicos solidificados en superficie) los cuales mantendrían la misma composición isotópica de las rocas que fundieron para formar el magma original.

Lo que hizo Jackson y su grupo de investigación fue analizar  isótopos de neodimio, helio y plomo-átomos del mismo elemento con diferente número de neutrones- en basaltos volcánicos del oeste de Groenlandia y la isla de Baffin, en Canadá. Ya se había demostrado previamente que los basaltos de esas zonas tienen altos índices de 143Nd/144Nd, indicando una composición relativamente primitiva.

El helio 3 es un isótopo que no es producido dentro de la Tierra, aunque se encuentra en el viento solar,  se cree que ha sido parte del inventario químico original de la  Tierra  y que ha escapado desde entonces como gas durante la actividad volcánica y el reprocesamiento geológico. Por lo tanto,  las rocas que retienen una gran cantidad de 143Nd en relación con 144Nd, tales como los basaltos del Ártico, pueden haber escapado en gran medida al reciclado geológico desde su formación.

Según Jackson, hasta hace poco los geoquímicos suponían que las proporciones isotópicas de neodimio de las rocas, las cuales no coincidían con las de material primitivo del sistema solar en los meteoritos condríticos, implicaba que las muestras habían pasado por procesos de fusión y por lo tanto no representaban parte del material terrestre original. Pero un estudio de 2005 publicado en Science demostró que la diferenciación temprana (la separación de un cuerpo planetario en capas, como la corteza y el manto) casi 30 millones de años después que la Tierra se había formado podría explicar  aquellas rocas antiguas con composiciones no condríticas.

De todos modos, la composición total de la Tierra podría ser simplemente diferente a la de las condritas. En cualquier caso, las rocas realmente primitivas serían datada con isótopos de plomo, que son extremadamente sensibles a la contaminación por material reprocesado, de hace aproximadamente 4500 millones de años, justo en el momento de la formación de la Tierra. Pero ninguna de las muestras hasta la fecha tenía la composición correcta que coincidiera con un reservorio de manto terrestre, hasta ahora:

Por primera vez encontramos  lavas que tienen altos contenidos de 143Nd/144Nd, el neodimio correcto basado en el descubrimiento de 2005, y que coinciden en el Geocron. El hecho es que estas lavas, las cuales habrían hecho erupción hace casi 60 millones de años- que es casi reciente en términos del tiempo geológico- , estuvieron sin mezclar y sin procesar  en el momento de la erupción. Sabemos que este manto ha sobrevivido el 98,5 por ciento de la historia de la Tierra

Según el geoquímico Erik Hauri quien no participaba de la investigación, la vinculación de helio y el plomo es un componente clave de este estudio ya que ambos elementos tienen isótopos que surgen de la desintegración del mismo elemento padre, el uranio, pero los procesos geológicos pueden alterar el equilibrio entre el helio y el plomo.

Cuando los reservorios del manto circulan a través de la Tierra y funden cerca de la superficie y se mezclan con otros reservorios, pueden tener helio y los sistemas de plomo disociarse entre sí……El hecho es que ambas mediciones isotópicas coinciden lo cual es un buen augurio y esta es realmente la primera vez que hemos identificado helio primitivo dirigido conjuntamente en el mismo reservorio,lo que lo hace un verdadero hallazgo único

A mi me parece realmente sorprendente el imaginar que estas rocas que vienen desde la creación del planeta estén ahora a nuestro alcance para su investigación y análisis y de paso ir conociendo un poco más de cómo era nuestro planeta en sus “primeros años” (en sentido geológico). Un dato muy interesante.

Costa Noreste de las Islas Baffin / NATIONAL SCIENCE FOUNDATION

Fuentes:

National Science Foundation: http://www.nsf.gov/news/news_summ.jsp?cntn_id=117492&org=NSF&from=news

Nature: http://www.nature.com/nature/journal/v466/n7308/full/nature09287.html

Scientific American: http://www.scientificamerican.com/article.cfm?id=mantle-reservoir

De Diamantes y Plumas

A partir de una investigación presentada en Nature por científicos de la Universidad de Oslo y de la Universidad de Houston, se plantea nuevamente la estrecha relación entre la localización de diamantes y las plumas del manto terrestre.

Los diamantes que se forman a condiciones de alta presión y temperatura entre los 140-190 Km de profundidad se encuentran generalmente en rocas ígneas plutónicas como la Kimberlita o la Lamproíta.

Según el informe, las plumas del manto, que se cree se originan en la base del manto terrestre, son responsables de la distribución de prácticamente todas las kimberlitas que han llegado a la superficie tras ser impulsadas a través de cratones (áreas estables de la litosfera continental que tienen más de 2.5 millones de año de antiguedad y una potencia de unos 300 kilómetros)  bajo  ciertas condiciones específicas, un parámetro que permitirá mejorar y refinar la búsqueda de fuentes de diamantes. Estas áreas han generado un gran interés ya que zonas de las que se extrae kimberlitas con mayor viabilidad económica.

Kevin Burke, de la Universidad de Houston comenta que:

Nuestro enfoque es nuevo, ya que combina las observaciones del interior de la Tierra desde la sismología con la evidencia de cómo las placas tectónicas se han movido sobre la superficie de la Tierra durante los últimos 500 millones de años. He estado interesado en las plumas del manto desde que fueron propuestas por primera vez en 1971. Hace unos 10 años, me di cuenta de que podría haber un vínculo entre la estructura definida sísmicamente en el límite núcleo-manto y rocas volcánicas en la superficie de la Tierra y ya de las cuales se había hablado previamente de su vinculación con las plumas del manto. Inmediatamente me di cuenta de cómo puede ser comprobada la existencia de este vínculo.

Los científicos utizaron reconstrucciones de placas e imágenes tomográficas para demostrar que los margenes de las mayores heterogeneidades en el manto más profundo, estable por al menos 200 millones de años y posiblemente 540 millones de años, parecen haber controlado la erupción de la mayoría de kimberlitas en el Fanerozoico.

Esta reconstrucción les permitió confirmar la relación entre la ubicación de las kimberlitas y las plumas del manto terrestre.

Me parece interesante el planteo de este vínculo entre diamantes y plumas, que si bien desde hace algunos años se venía discutiendo, ahora va tomando más forma con investigaciones que se van haciendo en distintas partes. Sin embargo, la conclusión del informe me inquieta un poco:

Inferimos que la futura exploración de kimberlitas y los diamantes incluidos en ellas, debe concentrarse  en los continentes con cratones antiguos que alguna vez superpusieron estas zonas de generación de plumas en el limite núcleo-manto.

Las zonas en color naranja representan los cratones antiguos/ USGS

Evidentemente esto incluye a continentes como África en donde lamentablemente en muchos países  ha habido poca regulación en cuanto a la extracción de diamantes y eso ha derivado en sin número de conflictos sociales, políticos e incluso ha servido para financiar guerras en las que han muerto miles de civiles por medio de los llamados Diamantes de Sangre. No vaya ser que su belleza sea opacada por cómo y en qué condiciones se explotaron, ojala las recomendaciones de informes cómo éste, sean tomadas con moderación y sobre todo se impulse tanto en los países donde se explotan  como aquellos países que los compran, un mayor control sobre el comercio de los diamantes.

Diamante sobre Kimberlita. | Parent Géry

Una nueva pluma en el sur de Africa?

Cráteres a lo largo del Rift de África Oriental en Tanzania/ Foto: NASA Earth Observatory.

Un estudio realizado por geofísicos de Caltech y publicado el 4 de Mayo por la Sociedad Americana de Geofisicos (AGU por sus siglas en inglés) da evidencia de lo que al parecer creen que sería una pluma al sur de África.

La burbuja descubierta es algo conocido por los geólogos como una pluma del manto. Las plumas del manto son columnas de material fundido caliente y efusivo que fluyen hacía la superficie de la Tierra influyendo en la actividad volcánica de intraplaca. Hasta ahora, no se ha tenido nunca una imagen de la parte central de alguna pluma.

Las plumas del manto son más calientes y se mueven más rápido – cerca de 10 centímetros por año – que la roca fundida del propio manto terrestre. Estas plumas formarían una “tubería de calor” desde el centro de la tierra hasta la región superior del manto.

Uno de los autores del estudio,  Don Helmberger afirma que:

Las plumas no causan directamente el vulcanismo en los continentes, pero son un ingrediente de una erupción volcánica. Existe alguna evidencia de que los pumas del manto pueden provocar erupciones volcánicas oceánicas en lugares como Islandia y Hawai

Las plumas del manto se forman a profundidades de hasta 5000 Kilómetros tierra abajo. A partir de datos sísmicos, los investigadores pudieron localizar la pluma del manto medio bajo la región de Kaapvaal en África meridional. Los investigadores estiman que su ancho llegaría hasta los 150 km.

La pluma  se extiende hacía la zona de Rift de África Oriental – un abismo en el este de África que ha estado creciendo debido al proceso de divergencia de placas que se da en la zona. El estudio podría ayudar a los científicos a entender las características y dinámica de las estructuras en el manto inferior, así como la geología de la región de África meridional.

Segmentos del Sistema de Rift de África oriental /Imagen: Topografía por radar de la NASA

El artículo señala que:

Una nueva evidencia tomográfica de la forma de onda, muestra una característica similar a una pluma emitiendo desde la parte superior de la gran estructura de baja velocidad en el manto inferior. Un campo de ondas SKS detallado es recopilado para un segmento a lo largo del borde sur de la estructura mediante la combinación de varios eventos registrados por una red sísmica en la región de Kaapvaal en África meridional. Con una nueva técnica de procesamiento “multi-pathing”, localizamos una pared en pendiente  relativamente irregular, de 1000 kilometros de altura con bajas velocidades cerca de su borde basal. El modelado indica que el diámetro de la columna es menor de 150 km y consistente con el conducto iso-químico de una pluma de baja viscosidad.

Otros artículos relacionados con las plumas del manto y la zona de rift pueden ser encontrados en Mantleplumes.

Recordemos finalmente que la discusión acerca de la existencia de las plumas del manto sigue abierta y algunos científicos explican éstas anomalías desde la tectónica de placas y la dinámica del manto. En la sección de documentos iré colgando algunos trabajos hechos por científicos que defienden diferentes puntos de vista.