Isla Decepción, un volcán en los confines del mundo

Los volcanes son estructuras geológicas con forma cónica que han surgido a partir de sucesivas erupciones (ver Cuando la Tierra ruge). Por lo general suelen estar tranquilos y cuando entran en erupción no necesariamente han de hacerlo de manera catastrófica o violenta (véase Hawai), pero en algunas ocasiones sí pueden hacerlo, llegando en esos casos a ser capaces de destruir islas o de hacer que un año no tenga verano.  Debemos tener en cuenta que una buena parte de la humanidad vive en las cercanías de algún volcán, y es por ello que estudiar qué ocurre en su interior antes de que entre en erupción se ha convertido en una línea de investigación con mucho potencial. Si logramos comprender esos procesos magmáticos pre-eruptivos podríamos salvar millones de vidas en todo el mundo, ya que dejaríamos de esperar a que la erupción esté en marcha para empezar a actuar. En esta entrada resumo mi segundo paper (trabajo de investigación publicado en una revista especializada), que nació de mi trabajo de fin de master y que recientemente ha sido publicado en la revista Scientific Reports. El estudio original es un trabajo de gran complejidad técnica y científica, y es por ese motivo que a continuación lo que voy a hacer es un resumen general de qué sabemos de Isla Decepción, un volcán en los confines del mundo.

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Isla Decepción es una isla de origen volcánico que se encuentra en la región antártica, muy cerca del círculo polar (vista aérea tomada de thescuttlefish.com).

Una región tectónicamente compleja

Volcanes hay en todo el planeta, aunque eso no significa que puedan surgir en cualquier lugar del mismo. Tenemos volcanes en el interior de continentes, en el centro de los océanos y hasta constituyendo largas cordilleras (Los Andes), y en este sentido la región antártica no es una excepción. En ella hay numerosos volcanes, algunos submarinos, otros formando islas, y de todos ellos el más importante es con diferencia Decepción, una pequeña isla situada entre la Península Antártica y el Archipiélago de las Shetland del Sur. Geográficamente posee una forma de herradura muy particular que nos recuerda a la isla griega de Santorini, con un diámetro máximo de 15 km y una bahía interior de 6-10 km, aunque la base, situada a 1400 m de profundidad, alcanza los 30 km de diámetro. A pesar de su escasa altitud (Mt. Pond, 540 m) y a que la isla no se encuentra exactamente dentro del círculo polar antártico, más de la mitad de su superficie está cubierta por hielos perpetuos. Isla Decepción parece remota y de poco interés, pero todos los años recibe la visita de más de 15 000 personas al año, además de ser el lugar elegido para el establecimiento de dos bases científicas, una de ellas la española Gabriel de Castilla. Por ello su estudio y caracterización es tan importante a la hora de determinar futuras erupciones.

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Isla Decepción es uno de los destinos turísticos más importantes de la Región Antártica, con más de 15 000 visitantes al año que llegan en diversos transatlánticos y cruceros (fotografía de Lyubomir Ivanov, tomada de wikipedia.org).

La región en la que se encuentra Isla Decepción es desde el punto de vista tectónico de gran complejidad, con procesos de subducción y procesos de rifting que ocurren a la vez y que implican a varias placas tectónicas. En líneas generales, y de manera muy resumida, lo que tenemos en la región es la subducción de la placa de Fénix bajo la placa de Shetland del Sur, que ocurre a una velocidad de 2’5-7’5 mm/año (1); el desarrollo de un vulcanismo de arco de islas, que ha dado lugar al archipiélago de las Shetland del Sur (2); y la creación de una cuenca de retroarco con vulcanismo tipo MORB en el Estrecho de Bransfield, que separa al archipiélago del continente (3). En este complejo contexto tectónico, Isla Decepción se localiza en el centro de la cuenca de retroarco, muy cerca de la intersección de su eje con la Zona de Fractura Extensional de Hero (HFZ), que delimita por el oeste la placa de Shetland del Sur. Pero lo más importante a la hora de hablar de Decepción es sin duda el vulcanismo de Bransfield, que se manifiesta en el desarrollo de diez volcanes, tres de ellos emergidos constituyendo las islas de Decepción, Pingüino y Bridgeman.

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Esquema simplificado de la compleja tectónica regional en la que se encuadra isla Decepción, donde encontramos en pocos kilómetros los cuatro bordes que delimitan la placa de las Shetland del Sur (imagen modificada a partir de Geyer et al., 2019).

Isla Decepción es un estratovolcán con una historia eruptiva caracterizada por eventos volcánicos de pequeña entidad (menos de 0’1 km3 emitidos), aunque ahora sabemos que ha vivido algunos momentos de violentas erupciones de gran magnitud. Esto lo sabemos por el reciente descubrimiento de capas de ceniza encontradas a más de 500 km de distancia, en sedimentos marinos y en núcleos de hielo, que se corresponden con erupciones de la isla y que nos hablan de grandes emisiones. Gracias a los datos que tenemos de polaridad magnética sabemos además que Isla Decepción se ha formado en el actual cron de polaridad normal (Brunhes), que la isla emergió hacer aproximadamente 200 000 años (Pleistoceno medio) y que desde entonces su actividad volcánica ha sido más o menos ininterrumpida. La historia eruptiva de la isla está marcada además por un evento de gran importancia que ocurrió hace unos 8300 años y que es el que está detrás de su característica forma en herradura: el colapso de la caldera. Este evento es tan importante que recientemente hemos podido estimar el volumen de material emitido en más de 60 km3, lo que colocaría a Isla Decepción a la altura de las erupciones que destruyeron las islas de Krakatoa y Santorini, ambas incluidas dentro de las mayores erupciones volcánicas del Holoceno.

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Mapa geológico simplificado de isla Decepción, indicando sobre él la localización de las muestras analizadas y estudiadas en el trabajo publicado en Scientific Reports. También se muestra en síntesis la columna vulcanoestratigráfica de la isla con las divisiones propuestas en trabajos previos sobre la isla (imagen modificada a partir de Geyer et al., 2019).

Magmatismo y vulcanismo de Isla Decepción

El colapso de la caldera es con diferencia el evento central de la isla, y es el que nos permite dividir su historia eruptiva en tres fases volcánicas. La primera de ellas es la fase pre-caldera, que dio lugar al cuerpo principal de la isla a partir de la fusión de varios seamounts (volcanes sumbarinos). Es también esta fase en la que la isla emergió y en la que se desarrollaron sus campos volcánicos subaéreos. La segunda es la fase sin-caldera, caracterizada por el desarrollo de grandes depósitos de corrientes piroclásticas de densidad (ignimbritas y surges), que alcanzan varias decenas de metros de espesor. La tercera y última es la fase post-caldera, constituida por al menos 70 eventos de pequeña magnitud (<0’1 km3) que han ocurrido por toda la isla y que incluye las erupciones que se han producido desde el descubrimiento de la isla en 1820.

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La historia volcánica de isla Decepción se puede resumir a partir del colapso de su caldera en tres grandes fases eruptivas: pre-caldera, sin-caldera y post-caldera (imagen modificada a partir de Geyer et al., 2019).

Las rocas volcánicas de la isla son muy heterogéneas en cuanto a tipos, con términos que van desde basaltos (rocas básicas) hasta riolitas (rocas ácidas) en una serie más o menos completa de rocas subalcalinas en la que también encontramos basaltos andesíticos, traquibasaltos y hasta traquidacitas. Respecto a sus rasgos geoquímicos, el vulcanismo de Isla Decepción no parece ser típicamente de borde constructivo, como cabría esperar por su situación dentro del Estrecho de Bransfield, pero tampoco de margen destructivo (Shetland del Sur). El vulcanismo de Isla Decepción tiene unos rasgos generales que no se corresponden con las asociaciones de la región circum-pacífica, pero tampoco con los de los basaltos de dorsales oceánicas (tipo MORB). Esto ha llevado a proponer que la fuente del vulcanismo de Isla Decepción es un manto de composición subalcalina que ha sufrido la influencia de la subducción que ocurre en las Shetland del Sur, con una escasa fusión parcial de la propia corteza que explicaría algunas de sus características geoquímicas más peculiares. Este magma, que hoy en día sigue acumulándose bajo la isla en el contacto entre el manto y la corteza (10 km), en algunas fases eruptivas llegó a ascender directamente del manto, en ocasiones desde profundidades superiores a los 28 km. Esto, sumado a los datos que hemos obtenido de presiones y temperaturas de diferentes minerales y vidrios volcánicos, nos han llevado a la conclusión de que debe existir una compleja conexión entre los reservorios magmáticos más profundos y los más someros, permitiendo rápidos ascensos procedentes del manto que llevaron a erupciones relativamente inmediatas.

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Modelo conceptual del sistema magmático de isla Decepción propuesto a partir de las estimaciones obtenidas de presión y temperatura. Las presiones han sido reconvertida también a profundidades teniendo en cuenta una densidad cortical media de 2650 kg/m3 (imagen modificada a partir de Geyer et al., 2019).

Conclusiones

Isla Decepción es una isla volcánica muy peculiar con una compleja geoquímica y una evolución nada sencilla. Su potencial destructivo está más que probado al analizar las erupciones del pasado, y más ahora que tenemos confirmado que su caldera no se formó por un simple colapso sino que también estuvo implicado un evento eruptivo. En cuanto a determinar los periodos de actividad que anteceden a las erupciones, los ascensos rápidos del manto hacen muy difíciles las predicciones de futuras erupciones. Tampoco ayuda la poca información que tenemos de los elementos volátiles presentes en sus magmas, ya que el vapor de agua no es el único volátil importante implicado (también tenemos CO2 como destacado). Por ello es muy importante seguir estudiando la isla en este campo, para poder comprender mejor cuáles son los mecanismos que ponen en marcha sus erupciones y qué otros precursores geoquímicos podrían sernos de utilidad.

Esta entrada es un resumen de A. Geyer; A. M. Álvarez-Valero; G. Gisbert; M. Aulinas; D. Hernández-Barreña; A. Lobo & J. Marti (2019): Deciphering the evolution of Deception Island’s magmatic system, Scientific Reports, volume 9.

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