¿Por qué una gran explosión volcánica en el destino turístico popular Santorini hace 3200 años, pero a solo unos cientos de kilómetros de distancia, no hay drama en los volcanes de Egina, ¿Islas Methana y Poros? Delgadas secciones de las lavas de estos cuatro volcanes dan algunas de las razones. Algunos minerales solo se forman a mayores profundidades, y la hornblenda en la lava de la isla Aegina indica que las cámaras de magma son más profundas que las que se encuentran debajo de la caldera de Santorini. Pero la tectónica de placas agrega otra, razón oculta también, encontró una investigación de la Universidad de Johannesburgo. Crédito:Profesora Marlina A. Elburg, Universidad de johannesburgo
En una isla idílica en el mar Mediterráneo, océano cubre el sitio de una gran explosión volcánica de hace 3200 años. Unos cientos de kilómetros al noroeste, otras tres islas todavía tienen sus historias volcánicas de hace unos pocos millones de años en su mayoría intactas. Allí no hay explosiones. Entonces, ¿por qué las diferencias entre la caldera de Santorini y Egina, ¿Cúpulas de lava de Methana y Poros? Los investigadores utilizaron investigaciones sobre "huellas dactilares" volcánicas y tectónica de placas para averiguar por qué.
El fin de una civilización
Un gran volcán explotó hace unos 3200 años, justo al lado de donde se encuentra la isla de Santorini en Grecia hoy. Durante esa erupción, La roca líquida fundida bajo tierra (magma) acumuló una inmensa presión, y luego estalló en una explosión de lava. El impacto fue tan intenso que el volcán colapsó en una enorme cuenca llamada caldera.
Lo que había sido una isla-volcán, luego fue invadido por el océano, un evento considerado parcialmente responsable de la desaparición de la civilización minoica.
La isla de Santorini se convirtió en un destino turístico popular con grandes barcos oceánicos que navegaban sobre la caldera. El pueblo de Phira se posa en el borde del acantilado de los restos del volcán.
Tan idílico como parece, el volcán Santorini debajo del océano todavía constituye el mayor peligro volcánico para Europa, junto con el volcán Vesubio en Italia.
Pasta de dientes en lugar de fuegos artificiales
A unos cientos de kilómetros al noroeste de Santorini, en el Golfo Sarónico de Grecia, mucho más cerca de Atenas, un tipo de "volcán" completamente diferente parece mucho menos dramático.
Las pequeñas islas de Egina, Methana y Poros lucen colinas redondeadas con caminos serpenteantes cuesta arriba en curvas cerradas. Estas colinas también tienen ascendencia volcánica, pero no se parecen en nada a Santorini.
Aquí, La lava líquida no explotó en una gran erupción.
"No hay evidencia de que hayan ocurrido grandes eventos dramáticos en estas islas, "dice la profesora Marlina A. Elburg, investigador en geología de la Universidad de Johannesburgo.
"La lava gruesa en bloques brotó de las cámaras de magma subterráneas en estas islas hace entre 5,3 y 2,6 millones de años, durante el Plioceno. La lava era tan espesa era más parecido a pasta de dientes o masilla que a líquido. Formó cúpulas de lava en lugar de volcanes de lava.
"Después de algunos millones de años de erosión, son colinas bien camufladas, pero todavía se consideran volcánicamente activos, " ella dice.
¿Cómo es posible que volcanes tan cercanos en el tiempo y el espacio geológicos puedan comportarse de manera diferente? Los investigadores utilizaron varias técnicas para averiguarlo.
Encontrar 'huellas dactilares' volcánicas
Elburg y la coautora Ingrid Smet, un doctorado candidato en ese momento, analizaron muestras de las lavas en nuevos análisis de rocas completas, en investigaciones publicadas en Lithos .
El estudio siguió a su investigación anterior sobre las lavas en Methana, también publicado en Lithos .
Buscaron las proporciones de elementos muy específicos en las muestras, llamadas firmas de isótopos. Las firmas de isótopos funcionan de manera similar a las 'huellas dactilares' de las lavas:ayudan a los investigadores a descubrir de qué están hechas las lavas. dónde, y cuando se formaron.
"En su mayoría, las firmas de isótopos coincidían con lo que cabría esperar del lugar donde se encuentran las islas en el arco volcánico del Egeo, "dice Elburg.
Pero también hubo sorpresas.
¿Por qué una gran explosión volcánica en el destino turístico popular Santorini hace 3200 años, pero a solo unos cientos de kilómetros de distancia, no hay drama en los volcanes de Egina, ¿Islas Methana y Poros? Estas islas se encuentran en el borde de la misma placa tectónica, por lo que se podría esperar un comportamiento volcánico similar. Pero tienen historias individuales. La investigación de la Universidad de Johannesburgo profundiza en los ingredientes de la mezcla de lava y la tectónica de placas para descubrir las diferencias. Crédito:Sra. Therese van Wyk, Universidad de johannesburgo
Máquina de reciclaje subterránea
Debajo de todos estos volcanes en Egina, Methana, Poros y Santorini, algo más está sucediendo en lo profundo de la corteza del planeta Tierra. Corriendo aproximadamente de este a oeste por debajo del mar Mediterráneo se encuentra el arco volcánico del Egeo. Este arco es donde la placa tectónica africana 'se sumerge' debajo de la microplaca del Egeo.
Los geólogos llaman subducción al proceso de "buceo bajo". Significa que una parte de la corteza exterior fría de la Tierra comienza a moverse debajo de otra parte de la corteza, ser 'reciclado' dentro de la roca líquida caliente del manto de la Tierra.
Las islas de Egina, Methana, Poros y Santorini no son solo islas con volcanes. Todos ellos son una parte integral de la 'máquina de reciclaje' de la Tierra que sigue renovando la corteza debajo de los océanos del planeta.
Esto plantea la pregunta:¿Por qué estas islas tienen 'historias de lava' tan diferentes, a pesar de que todos ellos están en el borde de la placa del Egeo?
Algunas de las respuestas tienen que ver con lo que entra en las "mezclas" de lava para los volcanes.
Recetas de mezcla de lava variable
La placa africana 'se sumerge' debajo de la placa del Egeo en una trinchera oceánica en el mar Mediterráneo. Esto sucede muy lentamente a unos pocos centímetros por año. Lo que significa que el prístino basalto frío de la corteza de la placa africana descendente se ha estado sumergiendo en el agua del océano durante millones de años antes de entrar en el magma mucho más cálido que se encuentra debajo de la placa del mar Egeo.
"La corteza de la placa descendente ahora consiste en rocas alteradas, que contienen minerales con agua en ellos. Estos minerales se vuelven inestables durante la subducción debido al aumento de presión y temperatura, y suelte su agua, "dice Elburg.
"Esta agua baja el punto de fusión del manto, similar a lo que sucede al agregar sal al hielo. Es por eso que el manto debajo de la cubierta comienza a derretirse. Es este material fundido, o magma, que fluye / rezuma de los volcanes / cúpulas de lava como lava ".
Otro posible ingrediente de las diferentes lavas son los sedimentos en la fosa oceánica en la zona de subducción. En el Arco Egeo, la placa descendente está cubierta por una pila muy gruesa de sedimentos oceánicos. Parte del sedimento es una antigua corteza continental.
Gran parte de este sedimento se 'raspa' cuando la placa se subduce y forma una cuña de acreción (o acumulación). Sin embargo, parte de ella también desciende al manto y se mezcla con la cuña del manto que se derrite, ella dice.
Mismo plato, diferentes lavas
Desde Egina, Methana, Los volcanes Poros y Santorini son todos parte de la misma zona de subducción, la diferente actividad volcánica plantea varias preguntas importantes. Uno de estos es:
¿Por qué la lava gruesa en bloques en los centros volcánicos occidentales Aegina, Methana y Poros hace 2,5 a 2 millones de años, pero lava líquida en Santorini 3, ¿Hace 200 años?
Las respuestas a esto generan otras preguntas sobre el comportamiento de reciclaje del planeta en el que vivimos.
Pero las zonas de subducción son difíciles de estudiar. No es posible ir a uno de esos y regresar con algunos materiales de muestra. Los científicos aún necesitan comprender mejor el papel que desempeña la placa principal; cuánta interacción hay entre los magmas ascendentes y la corteza por la que ascienden; y si los magmas relacionados con la subducción obtienen su firma geoquímica del sedimento que se recicla nuevamente en la tierra, dice Elburg.
"Las respuestas a estas preguntas pueden ayudarnos a comprender hasta qué punto los procesos de fusión que comenzaron a más de 100 kilómetros de profundidad en el manto, continuar cuando el magma esté más cerca de la superficie de la tierra, " ella dice.
"Este proceso de 'contaminación de la corteza' es otra 'máquina de reciclaje de la Tierra', que también puede influir en el potencial de depósitos de mineral, como en los Andes, donde se encuentran los principales depósitos de cobre, y donde se cree que este 'reciclaje intracrustal' juega un papel importante ".
¿Por qué una gran explosión volcánica en el destino turístico popular Santorini hace 3200 años, pero a solo unos cientos de kilómetros de distancia, no hay drama en los volcanes de Egina, ¿Islas Methana y Poros? En Santorini, la explosión fue tan intensa, el volcán se derrumbó en una caldera y se llenó de océano. Pero las otras islas no han tenido ese drama. ¿Cómo pueden los volcanes tan cercanos en el tiempo y el espacio geológicos comportarse de manera tan diferente? La investigación de la Universidad de Johannesburgo utiliza 'huellas dactilares' de lava y más para descubrir por qué. Crédito:Profesora Marlina A. Elburg, Universidad de johannesburgo
Más profundo vs menos profundo
Una forma de estudiar las lavas es colocar rodajas finas (llamadas secciones delgadas) bajo un microscopio e identificar los minerales. Debido a que los minerales necesitan diferentes condiciones para formarse, su presencia puede decir mucho sobre dónde y cómo se mezclaron los magmas.
En este estudio, los minerales indicaron que las lavas de Santorini eran más líquidas porque se formaron en el interior de cámaras de magma menos profundas, mientras que las lavas del centro volcánico occidental eran más gruesas y con más bloques porque se formaban en cámaras de magma más profundas.
"Las secciones delgadas de las lavas de Santorini muestran piroxenos y plagioclasa significativa. Esto indica que el magma a partir del cual se formaron los cristales estaba ubicado a poca profundidad en la tierra, "dice Elburg.
Y hay una razón invisible por la que el magma estaba a profundidades menores en Santorini.
"La placa tectónica sobre las cámaras de magma de Santorini se está separando. En términos geológicos, está bajo extensión localizada. Y debido a que el plato se está estirando y Santorini está en el medio, Santorini está en la parte más delgada del plato.
"Con una cámara de magma a menor profundidad, el techo se derrumbará cuando la cámara comience a vaciarse durante una erupción. Esto empeora la erupción y crea una caldera, como en Santorini, " ella agrega.
Sin explosiones
A diferencia de, cuando miraron las delgadas secciones de las gruesas lavas en bloques de Egina y Methana, encontraron hornblenda. El mineral estuvo ausente en las lavas de Santorini.
La hornblenda solo se puede formar si el magma está lo suficientemente profundo en la Tierra. Esto indica que las cámaras de magma en Egina y Methana deberían ubicarse más profundas que en Santorini.
"Con las cámaras de magma a mayores profundidades para los volcanes Egina-Methana-Poros occidentales, eso provoca cambios en la lava. Allí, las cámaras de magma debajo de las cúpulas de lava no se derrumbaron. Además, la cristalización del grupo mineral anfíbol que incluye hornblenda, hace que el magma sea más viscoso, o pegajoso. Entonces, es más difícil que el magma salga a la superficie en primer lugar.
Placa superior vs sedimento
Para averiguar si la placa superior o los sedimentos del océano fueron el factor más importante en la creación de gruesas lavas en bloques, los investigadores analizaron "huellas dactilares de lava" específicas. Estas proporciones de isótopos radiogénicos les dieron la mejor indicación sobre qué materiales se mezclaron en los magmas subterráneos para esas lavas.
"Comparamos Santorini con las lavas Egina-Poros-Methana en términos de su geoquímica en 87 Sr / 86 Sr, 143 Dakota del Norte/ 144 Nd y 208 Pb / 204 Pb. Eran claramente diferentes. Luego, al combinar la firma de isótopos radiogénicos de las lavas con proporciones de oligoelementos, Logramos señalar el sedimento descendente como la mayor influencia que crea lavas gruesas en bloques, no el plato primordial.
Ningún tamaño de lava
"Descubrimos que Egina y Methana-Poros tienen sus propias historias volcánicas individuales, a pesar de que son parte del arco egeo.
"Esto significa que una simple explicación única para todos, basado en el historial de contaminación de la corteza, porque la diferencia de estilo eruptivo en comparación con Santorini no funciona.
"Modern subduction zones are not all alike. Even in one volcanic arc, more than one eruptive style points to differences in subduction processes, " concludes Elburg.
