Calor y frío debajo del volcán Tonga. Fuente: © Planetary Visions (ESA/Planetary Visions) La asombrosa fuerza de la erupción volcánica de...
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| Calor y frío debajo del volcán Tonga. Fuente: © Planetary Visions (ESA/Planetary Visions) |
La asombrosa fuerza de la erupción volcánica de Tonga conmocionó al mundo, pero el hecho de que este volcán submarino entrara en erupción no fue una sorpresa para los geocientíficos que utilizan datos satelitales para estudiar los cambios en la temperatura en las profundidades de la superficie de la Tierra.
Se informa que la explosión cataclísmica del volcán Hunga Tonga-Hunga Ha'apai en enero fue la mayor erupción registrada en cualquier parte del planeta en 30 años. Envió una columna de cenizas que se elevó hacia el cielo, dejó a la nación insular de Tonga cubierta de cenizas, se escucharon estampidos sónicos en lugares tan lejanos como Alaska y las olas del tsunami atravesaron el Océano Pacífico.
Mientras que la erupción de Tonga fue poderosa pero breve, la erupción del año pasado del volcán Cumbre Vieja en la isla canaria española de La Palma fue menos explosiva pero duró casi tres meses.
Aunque diferentes, estas dos erupciones recientes nos recuerdan a todos lo devastadora que puede ser la naturaleza. Una mejor comprensión de los procesos naturales que ocurren en las profundidades de nuestros pies podría acercar un poco más la posibilidad de predecir erupciones.
Este es uno de los objetivos del proyecto Science for Society 3D Earth de la ESA, en el que un grupo internacional de geocientíficos unió fuerzas para desarrollar un modelo global de última generación de la litosfera, que es un término para describir la corteza frágil de la Tierra, la parte superior del manto superior y el manto superior sublitosférico hasta 400 km de profundidad. El modelo combina diferentes datos satelitales, como los datos de gravedad del GOCE de la ESA, con observaciones in situ, principalmente tomografía sísmica.
Aumento del calor debajo del volcán La Palma. Fuente: © Planetary Visions (ESA/Planetary Visions)
En su modelo que muestra las diferencias de temperatura, o la estructura térmica, del manto superior de la Tierra, los investigadores pudieron ver que estos volcanes entrarían en erupción en algún momento. Predecir exactamente cuándo sucederá esto es, sin embargo, más difícil.
Javier Fullea, de la Universidad Complutense de Madrid, dijo: “Nuestro modelo WINTERC-G , que utiliza datos tomográficos in situ y de gravedad satelital GOCE, muestra una rama de la pluma de Azores. Es visible desde la superficie hasta una profundidad de 400 km, en la base del manto superior. El penacho fluye hacia el sureste hacia Madeira y las Islas Canarias que rodean el manto frío debajo del margen africano del Atlántico norte.
El volcán Hunga Tonga está ubicado en una cuenca de arco posterior, creada por la subducción de la losa de Tonga. Los volcanes de arco posterior están asociados con la losa fría que se derrite por el manto a medida que la losa se desliza hacia el manto.
Sergei Lebedev, de la Universidad de Cambridge en el Reino Unido, agrega: “A partir de tales modelos y tomografía sísmica, vemos estructuras que se elevan desde una gran profundidad debajo de las Islas Canarias. Estas anomalías reflejan material caliente que sube a la superficie de la Tierra y se conocen como puntos calientes o penachos y son una fuente constante de volcanes en la superficie".
El origen del volcán Hunga Tonga-Hunga Ha'apai es diferente. Es parte del arco Tonga-Kermadec, donde el borde de la placa tectónica del Pacífico se sumerge debajo de la placa australiana. Las imágenes muestran la capa de roca hidratada y parcialmente fundida sobre la Placa del Pacífico que se hunde y alimenta los volcanes del arco.
Pero, ¿de dónde vienen estas anomalías térmicas?
La respuesta se encuentra aún más profunda, a una profundidad de alrededor de 2800 km, y está asociada con estructuras en el límite entre el núcleo y el manto: las provincias de velocidad sísmica grande-baja (LLSVP). Estas estructuras prominentes del tamaño de un continente parecen tener un gran impacto en el comportamiento de la superficie.
Existe un vínculo entre el flujo en el manto, donde las células de convección impulsan la tectónica de placas, y las principales ubicaciones de penachos. El flujo a lo largo del límite entre el núcleo y el manto empuja el material del penacho contra los LLSVP, formando los penachos. En los modelos, este flujo es impulsado por losas de afloramiento que rodean los dos LLSVP. Las Islas Canarias, por ejemplo, se sitúan por encima del borde de la LLSVP africana.
Lanzada el 17 de marzo de 2009, la misión Explorador de circulación oceánica (GOCE) de estado estacionario y campo de gravedad de la ESA fue la primera misión Explorador de la Tierra en órbita. Esta novedosa misión entregó una gran cantidad de datos para generar un nuevo nivel de comprensión de una de las fuerzas naturales más fundamentales de la Tierra: el campo de gravedad. Este elegante satélite de gravedad de alta tecnología incorporó muchas primicias en su diseño y uso de nueva tecnología en el espacio para mapear el campo de gravedad de la Tierra con un detalle sin precedentes. Fuente: ESA–AOES-Medialab
Sin embargo, el origen exacto y la acumulación de los LLSVP siguen siendo difíciles de determinar. En la reciente reunión de Ciencias de la Tierra 4D, se discutieron conceptos e ideas alternativos utilizando datos satelitales y modelos sismológicos, que con suerte conducirán a estudios más detallados del interior de la Tierra en un futuro cercano.
El proyecto FutureEO Science for Society de la ESA está arrojando resultados que mejorarán aún más nuestra comprensión de las fuentes profundas de los eventos como los que acabamos de ver en La Palma y Tonga.
Cabe señalar que los datos del satélite GOCE han sido clave para esta investigación. GOCE, que cartografió variaciones en el campo de gravedad de la Tierra con extremo detalle y precisión, completó su misión en órbita en 2013, y los científicos aún confían en los datos. Este es otro ejemplo de los beneficios que brindan nuestras misiones satelitales mucho más allá de su vida en órbita.
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