Un instrumento sísmico (cilindro largo negro, derecha) instalado en 2013 sobre una placa metálica triangular nivelada en el lecho marino encima del Volcán Axial. La placa verde contiene componentes electrónicos que se comunican entre el instrumento y el cable naranja que envía datos a la costa como parte de la Iniciativa de Observatorios Oceánicos de la Fundación Nacional de Ciencias. Crédito:Universidad de Washington / OOI-NSF / CSSF-ROPOS
El agrietamiento El abultamiento y el temblor de la erupción de un volcán de una milla de altura donde dos placas tectónicas se separan ha sido capturado con más detalle que nunca. Un estudio de la Universidad de Washington publicado esta semana muestra cómo se comportó el volcán durante su erupción de primavera de 2015, revelando nuevas pistas sobre el comportamiento de los volcanes donde dos placas oceánicas se están separando.
"La nueva red nos permitió ver con increíble detalle dónde están las fallas, y que estuvieron activos durante la erupción, "dijo el autor principal William Wilcock, profesor de oceanografía de la Universidad de Washington. El nuevo papel en Ciencias es uno de los tres estudios publicados juntos que proporcionan los primeros análisis formales de las vibraciones sísmicas, movimientos del fondo marino y rocas creadas durante una erupción en abril de 2015 frente a la costa de Oregón. "Tenemos una nueva comprensión del comportamiento de la dinámica de la caldera que se puede aplicar a otros volcanes en todo el mundo".
Los estudios se basan en datos recopilados por Cabled Array, un proyecto financiado por la National Science Foundation que lleva energía eléctrica e Internet al fondo marino. El observatorio, completado pocos meses antes de la erupción, proporciona nuevas herramientas para comprender uno de los sitios de prueba para comprender el vulcanismo de la Tierra.
"El volcán axial ha tenido al menos tres erupciones, que conocemos, durante los últimos 20 años, "dijo Rick Murray, director de la División de Ciencias Oceánicas de la NSF, que también financió la investigación. "Los instrumentos utilizados por los científicos de Ocean Observatories Initiative nos brindan nuevas oportunidades para comprender el funcionamiento interno de este volcán, y de los mecanismos que desencadenan erupciones volcánicas en muchos entornos.
"La información nos ayudará a predecir el comportamiento de los volcanes activos en todo el mundo, "Dijo Murray.
Es un hecho poco conocido que la mayor parte del vulcanismo de la Tierra tiene lugar bajo el agua. El volcán Axial se eleva a 0,7 millas del lecho marino a unas 300 millas de la costa noroeste del Pacífico, y su pico se encuentra a unas 0,85 millas por debajo de la superficie del océano. Como en tierra aprendemos sobre los volcanes oceánicos estudiando las vibraciones para ver qué está sucediendo en el interior cuando las placas se separan y el magma se precipita para formar una nueva corteza.
Las pistas sísmicas muestran que antes y durante la erupción, la roca en la caldera se movió a lo largo de fallas inclinadas hacia afuera (líneas negras) a medida que el volcán se abultaba y luego colapsaba. Este tipo de falla se había sugerido a partir de modelos, pero nunca antes confirmado con este nivel de detalle. La lava fundida subió al lecho marino debajo del borde este de la caldera y luego hacia el norte. Crédito:William Wilcock / Universidad de Washington
La ubicación del submarino tiene algunas ventajas. La corteza oceánica típica tiene solo 4 millas (6 km) de espesor, aproximadamente cinco veces más delgada que la corteza que se encuentra debajo de los volcanes terrestres. La cámara de magma no está tan profundamente enterrada, y la dura roca de la corteza oceánica genera imágenes sísmicas más nítidas.
"Una de las ventajas que tenemos con los volcanes del fondo marino es que sabemos muy bien dónde está la cámara de magma, "Dijo Wilcock.
"El desafío en los océanos siempre ha sido obtener buenas observaciones de la erupción en sí".
Todo eso cambió cuando se instaló Cabled Array y se encendieron los instrumentos. El análisis de las vibraciones antes y durante el evento muestra un número creciente de pequeños terremotos, hasta miles al día, en los meses anteriores. Las vibraciones también muestran un fuerte desencadenamiento de las mareas, con seis veces más terremotos durante mareas bajas que mareas altas mientras el volcán se acercaba a su erupción.
Una vez que emergió la lava, el movimiento comenzó a lo largo de una grieta recién formada, o dique, que se inclinaba hacia abajo y hacia afuera dentro de la caldera de 2 millas de ancho por 5 millas de largo.
"Ha habido un debate de larga data entre los vulcanólogos sobre la orientación de los anillos de fallas debajo de las calderas:¿Se inclinan hacia el centro de la caldera o se alejan del mismo?" Dijo Wilcock. "Pudimos detectar pequeños terremotos y localizarlos con mucha precisión, y ver que estuvieran activos mientras el volcán se inflaba ".
Los instrumentos sísmicos (cuadrados negros) registraron vibraciones durante la erupción, y los científicos rastrearon esa actividad hasta su tiempo y lugar originales. Los puntos marrones y rojos muestran terremotos antes y durante la erupción de abril de 2015, y los puntos púrpuras muestran explosiones sísmicas semanas después. Los parches de color púrpura muestran nuevos flujos de lava del evento de 2015. Crédito:William Wilcock / Universidad de Washington
Las dos erupciones anteriores enviaron lava al sur del cráter rectangular del volcán. Esta erupción produjo lava hacia el norte. El análisis sísmico muestra que antes de la erupción, el movimiento estaba en la falla del anillo de inmersión hacia afuera. Entonces se formó una nueva grieta o dique, inicialmente a lo largo de la misma falla de inmersión hacia afuera debajo de la pared este de la caldera. La falla con pendiente hacia afuera ha sido predicha por los llamados "modelos de caja de arena, "pero estas son las observaciones más detalladas para confirmar que ocurren en la naturaleza. Esa grieta se movió hacia el sur a lo largo de este plano hasta que alcanzó el límite norte de la erupción anterior de 2011".
"En áreas que han entrado en erupción recientemente, el estrés se ha aliviado, ", Dijo Wilcock." Entonces la grieta dejó de ir hacia el sur y luego comenzó a ir hacia el norte ". La evidencia sísmica muestra que la grieta se fue hacia el norte a lo largo del borde este de la caldera, luego, la lava atravesó la superficie de la corteza y entró en erupción dentro y luego fuera del borde noreste de la caldera.
El dique o crack, luego dio un paso hacia el oeste y siguió una línea al norte de la caldera hasta aproximadamente 9 millas (15 km) al norte del volcán, con miles de pequeñas explosiones en el camino.
"En el extremo norte hubo dos grandes erupciones y duraron casi un mes, basado en cuándo ocurrieron las explosiones y cuándo se desinfló la cámara de magma, "Dijo Wilcock.
La actividad continuó durante todo el mes de mayo, luego la lava dejó de fluir y las vibraciones sísmicas se apagaron. Un mes después, los terremotos se redujeron a solo 20 por día.
El volcán aún no ha comenzado a producir más terremotos a medida que se reconstruye gradualmente hacia otra erupción, lo que suele suceder cada década aproximadamente. El observatorio centrado en Axial Volcano está diseñado para operar durante al menos 25 años. "El conjunto de cables ofrece nuevas oportunidades para estudiar el vulcanismo y aprender realmente cómo funcionan estos sistemas, ", Dijo Wilcock." Esto es solo el comienzo ".
