Imaging shallow magma storage and fluid pathways beneath Aso volcano using ambient-noise tomography
Mediante la tomografía de ruido ambiental en una red temporal de sismómetros, los investigadores imágenes una zona de almacenamiento de magma superficial y presurizada y un conducto hidrotermal suprayacente bajo el cráter Nakadake del monte Aso, revelando cómo estas estructuras facilitan el transporte de fluidos y generan temblores volcánicos.
Artículo original bajo licencia CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). Esta es una explicación generada por IA del artículo a continuación. No ha sido escrita ni avalada por los autores. Para mayor precisión técnica, consulte el artículo original. Leer descargo de responsabilidad completo
Imagina la corteza terrestre no como una roca sólida e inflexible, sino como una gigantesca olla a presión burbujeante. En las profundidades del subsuelo, la roca fundida (magma) y los fluidos supercalientes están en constante movimiento, tratando de encontrar una salida hacia la superficie. A veces, se quedan atrapados en bolsas ocultas, acumulando presión como el vapor en una tetera. Si esa presión se vuelve demasiado alta, la "tetera" puede estallar, provocando una erupción volcánica. Los científicos han querido durante mucho tiempo ver dentro de estas ollas a presión para entender cómo funcionan, pero la Tierra es opaca; no podemos simplemente hacerle una radiografía a un volcán. En su lugar, utilizan un truco ingenioso llamado "tomografía de ruido ambiental". Piensa en ello como intentar averiguar la forma de una habitación escuchando el eco de un zumbido constante y bajo (como el tráfico o el viento) rebotando en las paredes. Al colocar muchos micrófonos (sismómetros) alrededor de un volcán y escuchar cómo estas vibraciones naturales viajan a través del suelo, los científicos pueden mapear dónde la roca es dura y dónde es blanda, está agrietada o llena de fluido. Esto es importante porque si podemos mapear la "fontanería" de un volcán, podríamos ser capaces de predecir cuándo está a punto de estallar, salvando potencialmente vidas y propiedades.
Ahora, hagamos un acercamiento al Monte Aso, uno de los sistemas de caldera más grandes y activos del mundo, situado en Japón. Es un sistema masivo con un historial de supererupciones, pero recientemente su actividad se ha concentrado en un cráter central más pequeño llamado Nakadake. Durante años, los científicos supieron que algo extraño estaba ocurriendo bajo tierra, pero los mapas eran difusos. En este estudio, un equipo de investigadores decidió obtener una imagen mucho más nítida. Instalaron una red temporal de 40 sismómetros alrededor del volcán y escucharon el zumbido natural de la Tierra durante unos 35 días. Utilizando un método que trata al suelo como un gigantesco instrumento musical, crearon un mapa 3D de alta resolución de la velocidad de las ondas S (la rapidez con la que las ondas de cizalla viajan a través de la roca) hasta unos 5 kilómetros de profundidad.
Lo que encontraron es como descubrir la arquitectura secreta de la cocina de un volcán. Primero, detectaron una "mancha" distinta, con forma de huevo, de roca muy blanda ubicada entre 2,5 y 4,5 kilómetros debajo del cráter de Nakadake. En esta zona, la roca se mueve tan lentamente (unos 1,5 km/s) que sugiere que la roca no es solo sólida; está altamente fracturada y presurizada, probablemente conteniendo una mezcla de fluidos volcánicos y gases. Los autores sugieren que esta es una zona de almacenamiento de magma superficial. No es un enorme estanque abierto de lava, sino más bien como una esponja hecha de roca agrietada que está absorbiendo fluidos calientes. Debido a que la roca está tan agrietada y presurizada, puede expandirse o contraerse fácilmente, lo que explica por qué el suelo a veces se infla y se desinfla.
Por encima de esta "esponja", el equipo encontró una estructura estrecha y vertical, similar a un túnel, que se extiende hacia la superficie. Esto parece un conducto de fluidos, una tubería que canaliza los fluidos presurizados desde la zona de almacenamiento hacia el cráter. La roca aquí también es de movimiento muy lento, lo que sugiere que está llena de grietas abiertas. Es probable que sea aquí donde se generan los temblores de "periodo muy largo" (un tipo de estruendo de baja frecuencia), a medida que el gas asciende a través de este estrecho conducto. Finalmente, justo debajo del cráter mismo, la roca es la más blanda de todas, con velocidades que caen a aproximadamente 1 km/s. Esta capa superior se interpreta como una zona de roca intensamente alterada y una densa red de grietas, probablemente llena de agua ácida y caliente.
El artículo también sugiere una historia fascinante sobre lo que les sucede a los fluidos a medida que ascienden. En las profundidades, los fluidos probablemente se encuentran en un estado "supercrítico", una fase extraña y densa que no es ni totalmente líquida ni totalmente gaseosa. A medida que ascienden hacia la zona de almacenamiento más superficial, la presión disminuye y podrían convertirse repentinamente en gas. Este cambio de fase provoca una expansión masiva de volumen, lo que aumenta la presión en la zona de almacenamiento de roca agrietada y empuja el gas hacia arriba por el estrecho conducto. Este proceso parece ser el motor que impulsa la actividad actual del volcán.
Curiosamente, el estudio también analizó el área circundante y encontró zonas de baja velocidad que se alinean con fallas conocidas, incluida la que causó un gran terremoto cerca en 2016. Esto sugiere que el sistema de fontanería del volcán está conectado con las grietas tectónicas más amplias de la corteza terrestre. Aunque el estudio no pretende haber resuelto el misterio del Monte Aso para siempre, proporciona un mapa mucho más claro del sistema de fontanería superficial. Los autores sugieren que, al vigilar esta zona de almacenamiento específica y sus cambios de presión, podríamos ser mejores prediciendo futuras inquietudes volcánicas. Incluso mencionan que un nuevo experimento de monitoreo está comenzando a observar esta zona más de cerca, utilizando las pistas estructurales que acaban de encontrar para mantener una vigilancia más estrecha sobre el latido del corazón del volcán.
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