El mapa de los volcanes en el mundo (¿Cuándo se producirá la próxima super erupción de un volcán que pueda cambiar el clima?) …  

DESCRIPCIÓN DEL MAPA

De hecho, es habitual que más de una decena de volcanes se encuentren en erupción a la vez. En el momento de publicar este mapa, hasta 16 volcanes que se encuentran en erupción a lo largo y ancho del mapa del mundo. Uno en Islandia, otro en las Islas Canarias, el Etna en Sicilia (que es el volcán más activo de Europa) y otro en las Antillas Menores; además de dos volcanes en Indonesia (uno en Java y otro en Bali), dos en Japón, cuatro en el oriente de Rusia (en la península de Kamchatka y en las vecinas islas Kuriles), cuatro en Alaska (en la cordillera y las islas Aleutianas) y el Popocatépetl en México.

Esta distribución no es casual, ya que alrededor de un 70% de los volcanes del mundo se encuentran en el denominado Cinturón de Fuego del Pacífico. Esta región, que une la mayoría de las regiones volcánicas y sísmicas más activas del mundo, forma un inmenso arco desde Nueva Zelanda hasta el sur de Chile, pasando por Indonesia, Filipinas, Japón, Kamchatka, Alaska, México, Centroamérica, Colombia, Ecuador, Perú, Bolivia o Argentina. El origen de los volcanes del Cinturón de Fuego del Pacífico está en la subducción de la corteza oceánica del Pacífico bajo Asia, América y Oceanía, como resultado de la tectónica de placas.

Así, la mayoría de volcanes están asociados a regiones del mundo, conocidas como áreas de subducción, donde una placa tectónica se hunde bajo otra, se funde en el manto terrestre, y cuyos materiales ligeros buscan volver a la superficie a través del vulcanismo. Este fenómeno forma parte del vital ciclo del carbono, que permite que la vida en la Tierra haya continuado hasta nuestros días.

Mapa de placas tectónicas.

Mapa de las placas tectónicas

La teoría de la tectónica de placas permite explicar uno de los elementos fundamentales en el funcionamiento de nuestro mundo. A través de la actividad tectónica se originan los terremotos, así como la mayor parte de los maremotos y la actividad volcánica. De igual manera, ha configurado los continentes, las cordilleras y las fosas; y es fundamental para mantener el planeta habitable mediante el ciclo del carbono.

La capa externa de la Tierra, la corteza terrestre, es una delgada superficie de roca sólida que flota sobre otra de roca fundida, el manto. Esta corteza terrestre está formada por la corteza oceánica, que no es más que la parte exterior del manto enfriada y solidificada, y la corteza continental, formada por grandes bloques de rocas cristalinas —como el granito— que son menos densas y flotan sobre el manto. Ambas cortezas se desplazan a causa de las corrientes magmáticas del manto sobre el que flotan, algo no muy diferente a lo que ocurre con las corrientes marinas, y de este desplazamiento surgen choques, fricciones y fracturas en la corteza, lo que da lugar a las placas tectónicas y a los terremotos. En esos límites entre placas tectónicas se dan tres tipos de bordes o fallas: las convergentes, divergentes y transformantes.

El Arco de Fuego del Pacífico es un inmenso arco convergente que va de Chile a Indonesia por la costa de América y Asia, dando lugar a la mayor área de actividad sísmica del mundo.

Los bordes convergentes o destructivos se dan al colisionar una placa tectónica con otra de manera frontal. Cuando este choque se produce entre dos placas oceánicas, una de ellas se hunde —se subduce— por debajo de la otra, originando un hueco llamado fosa.

El material de la corteza subducente, cargado de sedimentos poco densos y materia orgánica, se funde y asciende, ocasionando vulcanismo sobre la placa superior, que se manifiesta en arcos insulares volcánicos como Japón y las Kuriles, las Marianas, Filipinas o las Antillas Menores. Cuando este choque se produce entre una corteza oceánica y otra continental, la oceánica, más densa, subduce ante la continental, dando lugar igualmente a fosas, mientras que la placa del continente provoca grandes cordilleras por deformación con vulcanismo, como ocurre en los Andes, Centroamérica, el sur de Italia o Indonesia.

Finalmente, cuando los bordes convergentes se dan entre dos placas continentales, se produce un fenómeno denominado obducción, donde las dos capas, al ser demasiado ligeras para hundirse en el manto, impactan directamente una contra la otra y dan lugar a grandes deformaciones, lo que resulta en grandes cordilleras montañosas como el Himalaya, los Pirineos o la cordillera Bética y el Atlas.

En el lado opuesto se encuentran los bordes divergentes o constructivos, que se producen cuando dos placas tectónicas se desplazan en direcciones opuestas y se separan. Esto da lugar a las dorsales oceánicas, donde el magma del manto emerge, se solidifica y cubre el hueco dejado por la separación de las placas. En Islandia este proceso se produce sobre la corteza continental, haciendo crecer al país unos 5 centímetros de ancho al año.

En la placa africana se produce un fenómeno similar. Tras mucho tiempo unida, las corrientes magmáticas han empezado a partir la placa en dos, haciendo surgir la subplaca somalí. A lo largo de la falla se da un intenso vulcanismo, y forma una fosa en el continente conocida como Gran Valle del Rift, que a su vez da lugar a los Grandes Lagos africanos.

Por último, existen también los bordes o fallas transformantes, que se originan cuando dos placas se desplazan de forma paralela, creando grandes espacios de fricción, como la falla de San Andrés, en California.

La importancia de este sistema es inmensa, ya que mediante el mismo los sedimentos depositados en la corteza oceánica se funden tras millones de años y vuelven a la atmósfera mediante el vulcanismo, permitiendo recuperar carbono y haciendo posible la vida en la Tierra durante miles de millones de años, a diferencia de lo que pasó en Marte, que carece de tectónica de placas.

Junto a esto, también existe una importante concentración de volcanes en numerosos puntos calientes. Estos puntos calientes pueden deberse a las corrientes internas del manto, que empujan la propia corteza que flotan sobre ellas; pero también a fracturas secundarias como consecuencia de la tectónica de placas. Los puntos calientes del primer tipo se caracterizan por formar cadenas de volcanes en línea a medida que la placa tectónica se desplaza, como en Hawái o Yellowstone, donde coinciden volcanes más viejos, extintos y erosionados con otros más jóvenes y activos. Los de segundo tipo forman conjuntos volcánicos más desorganizados, fisurales, como es el caso de Canarias y Madeira, donde los volcanes activos se mezclan y superponen con otros antiguos.

La mayoría de estos puntos calientes forman archipiélagos, ya que la corteza oceánica es mucho más fina que la continental, haciendo más fácil al magma llegar a la superficie y generar erupciones.

¿CUÁNDO SE PRODUCIRÁ LA PRÓXIMA SÚPER ERUPCIÓN DE UN VOLCÁN QUE PUEDA CAMBIAR EL CLIMA?

Se estima que entre 5 y 10 volcanes en todo el mundo son capaces de producir una súper erupción que podría afectar catastróficamente al clima global. ¿Es posible predecir cuándo entrarán en erupción?

¿Cuándo se producirá la próxima súper erupción de un volcán? ¿Habrá señales de advertencia?

Predecir el próximo «invierno climático»

Para responder a estas preguntas, un equipo internacional de geólogos dirigido por la Universidad de Ginebra (UNIGE), Suiza, y la Universidad de Pekín, China, estudia uno de los volcanes más peligrosos de la Tierra, escondido debajo de las aguas del lago Toba, en Sumatra,  Indonesia, el volcán que ha causado dos súper erupciones en el último millón de años.

La última de las grandes erupciones del volcán Toba ocurrió hace 74 000 años y se argumentaba que  provocó un «invierno climático» que duró de seis a diez años, lo que desembocó en un enfriamiento de la superficie terrestre durante mil años. Aunque las últimas investigaciones refutan que el volcán fuera realmente el causante de la glaciación que ocurrió después y la extinción masiva de especies, entre ellas, la de los Homo.

Los investigadores han analizado los niveles de uranio y plomo en los circones que rodean Toba. Los circones son minerales que se encuentra en erupciones volcánicas explosivas. La cantidad de uranio y plomo contenida en estos circones les permite calcular cuánto tiempo pasó entre una gran erupción y la siguiente, es decir, cuanto tiempo le llevó al volcán recuperarse tras un bramido.

Si el sistema funcionara, sería posible predecir con antelación la llegada de una erupción volcánica de las que han provocado cambios climáticos, por su magnitud destructiva.

¿Cuándo volverá el volcán Toba a entrar en erupción?

La erupción del volcán Toba generó 70.000 veces la cantidad de magma de la que lleva hasta el momento el volcán de Cumbre Vieja, en la isla de La Palma

El volcán Toba en Sumatra provocó dos de las erupciones más grandes que se conocen en la Tierra: la primera hace 840.000 años, la segunda hace 75.000 años, cada una mide aproximadamente 2800 km3, lo suficiente para cubrir toda Suiza con 7 cm de espesor de ceniza y representa 70.000 veces la cantidad de magma en erupción generada por la erupción aún en curso del volcán de Cumbre Vieja, en la isla de La Palma. Posteriormente, el Toba produjo otras dos erupciones más pequeñas, una hace 1,4 millones de años y la otra hace 500.000 años.

Geólogos de la UNIGE y la Universidad de Pekín estudian el volcán y las erupciones que produjo, de tal magnitud que afectarían el clima global y plantearían numerosos problemas, particularmente en términos de suministro de alimentos, sin mencionar la migración de poblaciones.

“El volcán Toba forma una caldera, lo que significa que erupciones anteriores han creado una gran depresión que hoy está ocupada por una laguna, de agua meteórica”, explica Luca Caricchi, profesor del Departamento de Ciencias de la Tierra de la Facultad de Ciencias de la UNIGE y coautor del estudio.

En el centro del lago hay una isla que surgió del agua debido al empuje del magma inyectado en el embalse subvolcánico. “Podemos ver que esta isla está aumentando gradualmente en altura, lo que indica que el volcán está activo y que el magma se acumula debajo”, dice Ping-Ping Liu, profesor de la Facultad de Ciencias de la Tierra y el Espacio de la Universidad de Pekín y autor principal del artículo. Pero, ¿estamos cerca de la próxima súper erupción?

Foto del lago Toba en Sumatra y su isla creada por la acumulación de magma en el depósito de magma del volcán.

Medición de uranio y plomo en circón

El circón es un mineral que se encuentra en los productos de erupciones volcánicas explosivas. “Una de sus características es que lleva uranio dentro de su estructura”, explica Ping-Ping Liu.

Con el tiempo, el uranio se descompone en plomo. “Entonces, midiendo la cantidad de uranio y plomo en circón con un espectrómetro de masas, podemos determinar su edad”, dice el geólogo. Los científicos determinaron la edad de un gran número de circones extraídos de los productos de diferentes erupciones: el circón más joven proporciona información sobre la fecha de la erupción y los circones más antiguos revelan la historia de la acumulación de magma que precede a las súper erupciones.

“La primera súper erupción ocurrió hace unos 840.000 años, después de que transcurrieran 1,4 millones de años acumulando magma. El magma alimentó la segunda súper erupción 75.000 años después, con solo la mitad de tiempo acumulando magma”, señala Luca Caricchi.

¿Por qué se redujo a la mitad el tiempo de acumulación de magma si las dos súper erupciones fueron de la misma magnitud? “Esto está relacionado con el aumento progresivo de la temperatura de la corteza continental en la que se ensambla el depósito de magma de Toba”, explica Ping-Ping Liu. La entrada de magma ha calentado gradualmente la corteza continental circundante, lo que hace que el magma se enfríe más lentamente. “Este es un ‘círculo vicioso’ de erupciones: cuanto más calienta el magma la corteza, más lento se enfría el magma y más rápida se vuelve la tasa de acumulación”, dice. El resultado es que las súper erupciones pueden volverse más frecuentes con el tiempo.

Estimación de la tasa de acumulación de magma para anticipar el tamaño de la próxima súper erupción

Esta técnica, basada en la geocronología de circón, también se puede utilizar para estimar la tasa de entrada de magma en un depósito de magma. “Hoy, estimamos que unos 320 km3 de magma podrían estar listos para entrar en erupción dentro del reservorio del volcán Toba”, dice Luca Caricchi.

Si tal erupción ocurriera ahora, sería un evento muy catastrófico que afectaría fuertemente no solo a la isla de Sumatra, densamente poblada, sino también al medio ambiente mundial. Los geólogos han estimado que actualmente alrededor de 4 km3 de magma se acumulan dentro del depósito de Toba cada mil años y que esta tasa fue bastante estable a lo largo de su historia eruptiva. “La próxima súper erupción del tamaño de las dos últimas tendría lugar, calculamos que en unos 600.000 años”, prosigue. Esto no descarta que puedan ocurrir erupciones más pequeñas mientras tanto.

Este método innovador se puede aplicar a cualquier otro volcán a nivel mundial y podría servir para identificar qué volcán está más cerca de una súper erupción. “Este es un gran avance, porque con pocas super-erupciones en los últimos 2 millones de años, no nos es posible obtener valores estadísticamente significativos para la frecuencia de estos eventos catastróficos a escala global”, explica Ping-Ping Liu.

“Nuestro estudio también muestra que no ocurren eventos extremos antes de una súper erupción. Esto sugiere que los signos de una súper erupción inminente, como un aumento significativo de los terremotos o un levantamiento rápido del suelo, podrían no ser tan obvios como se muestran en las películas. En el volcán Toba todo está sucediendo silenciosamente bajo tierra, y el análisis de las circonitas ahora nos da una idea de lo que está por venir”, concluye Luca Caricchi.

Desafortunadamente, estos resultados, publicados en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), refutan la noción de que haya signos geológicos inusuales que permitan presagiar una súper erupción inminente

El magma se acumula silenciosamente en el depósito del volcán hasta que un día se produce la explosión masiva de lava, sin que a día de hoy los humanos contemos con ciencia suficiente para predecirla.

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