Volcán submarino de la orca antártica detonado por un enjambre de 85.000 terremotos

La base de Carlini en la isla Rey Jorge, que alberga el sismómetro más cercano a la región sísmica, y el estrecho de Bransfield. Crédito: Milton Percy Plasencia Linares

En un área remota, una combinación de métodos geofísicos identifica la causa de la transferencia de magma debajo del lecho marino.

Los volcanes también se pueden encontrar frente a la costa de la Antártida. En 2020 se registró una secuencia de más de 85.000 terremotos en el volcán de aguas profundas Orca, que ha estado inactivo durante mucho tiempo, un enjambre de terremotos que ha alcanzado proporciones nunca antes vistas en esta región. El estudio de un equipo internacional publicado en la revista demuestra ahora que tales eventos pueden estudiarse y describirse con gran detalle incluso en áreas tan remotas y, por lo tanto, mal instrumentadas. Comunicaciones de la Tierra y el Medio Ambiente.

Investigadores de Alemania, Italia, Polonia y Estados Unidos participaron en el estudio, dirigido por Simone Cesca del Centro Alemán de Investigación de Geociencias (GFZ) en Potsdam. Pudieron combinar técnicas sismológicas, geodésicas y de teledetección para determinar cómo la rápida transferencia de magma desde el manto terrestre cerca del límite entre la corteza y el manto hasta cerca de la superficie causó el terremoto en el enjambre.

El volcán Orca entre la punta de América del Sur y la Antártida

Los terremotos de enjambre ocurren principalmente en regiones volcánicamente activas. Por lo tanto, se sospecha que la causa es el movimiento de fluidos en la corteza terrestre. El monte submarino Orca es un gran volcán en escudo submarino con una altura de unos 900 metros sobre el fondo del mar y un diámetro de base de unos 11 kilómetros. Se encuentra en el Estrecho de Bransfield, un canal oceánico entre la Península Antártica y las Islas Shetland del Sur, al suroeste del extremo sur de Argentina.

Área sísmicamente activa frente a la costa de la Antártida

Ilustración del área sísmicamente activa frente a la costa de la Antártida. Crédito: Cesca et al. 2022; naturaleza Común Tierra Medio ambiente 3, 89 (2022); doi.org/10.1038/s43247-022-00418-5 (CC DA 4.0)

“En el pasado, la sismicidad en esta región era moderada. Sin embargo, en agosto de 2020 comenzó allí un intenso enjambre sísmico, con más de 85.000 sismos en seis meses. Representa el movimiento sísmico más grande jamás registrado allí «, informa Simone Cesca, científica de la Sección 2.1 de Física de Terremotos y Volcanes de GFZ y autora principal del estudio ahora publicado. Simultáneamente con el enjambre, se registró uno en la cercana Isla Rey Jorge movimiento lateral de el suelo de más de diez centímetros y una pequeña elevación de alrededor de un centímetro.

Los retos de la investigación en una zona remota

Cesca estudió estos eventos con colegas del Instituto Nacional de Oceanografía y Geofísica Aplicada – OGS y la Universidad de Bolonia (Italia), la Academia de Ciencias de Polonia, la Universidad Leibniz de Hannover, el Centro Aeroespacial Alemán (DLR) y la Universidad de Potsdam. . El desafío fue que hay pocos instrumentos sismológicos convencionales en el área remota, es decir, solo dos estaciones sísmicas y dos GNSS (Estaciones Terrenas del GRAMO.globales No.navegación S.satélite S.sistema que mide el desplazamiento del suelo). Para reconstruir la historia y el desarrollo de los disturbios y determinar su causa, el equipo analizó más a fondo los datos de estaciones sísmicas más distantes y los datos de los satélites InSAR, que utilizan interferometría de radar para medir los desplazamientos del suelo. Un paso importante fue el modelado de eventos con una serie de métodos geofísicos para poder interpretar correctamente los datos.

Reconstrucción de eventos sísmicos

Los investigadores retrocedieron el inicio de los disturbios hasta el 10 de agosto de 2020 y ampliaron el catálogo sísmico global original, que contiene solo 128 terremotos, a más de 85 000 eventos. El enjambre alcanzó su punto máximo con dos grandes terremotos el 2 de octubre (Mw 5,9) y el 6 de noviembre (Mw 6,0) de 2020 antes de disminuir. Para febrero de 2021, la actividad sísmica había disminuido significativamente.

Los científicos identifican la intrusión de magma, la migración de un mayor volumen de magma, como la causa principal del terremoto de enjambre, porque los procesos sísmicos por sí solos no pueden explicar la fuerte deformación de la superficie observada en la isla Rey Jorge. La presencia de una intrusión volumétrica de magma se puede confirmar de forma independiente sobre la base de datos geodésicos.

Desde su origen, la sismicidad ha migrado primero hacia arriba y luego lateralmente: los terremotos más profundos y agrupados se interpretan como la respuesta a la propagación vertical del magma desde un reservorio en el manto superior o en el límite corteza-manto, mientras que los terremotos corticales más someros se extienden de NE-SW desencadenados en la parte superior de la presa de magma de crecimiento lateral, que alcanza una longitud de aproximadamente 20 kilómetros.

La sismicidad disminuyó abruptamente a mediados de noviembre, luego de unos tres meses de actividad sostenida, en correspondencia con la ocurrencia de los mayores sismos de la serie, de magnitud Mw 6,0. El final del enjambre se puede explicar por la pérdida de presión en la presa de magma, acompañada por el deslizamiento de una gran falla, y podría marcar el momento de una erupción del fondo marino que, sin embargo, aún no se ha podido confirmar con otros datos.

Al modelar los datos GNSS e InSAR, los científicos estimaron que el volumen de la intrusión magmática de Bransfield está entre 0,26 y 0,56 km³. Esto también convierte a este episodio en la mayor agitación de magma jamás monitoreada geofísicamente en la Antártida.

Conclusión

Simone Cesca concluye: “Nuestro estudio representa una nueva investigación exitosa de una agitación sísmico-volcánica en un lugar remoto de la Tierra, donde la aplicación combinada de técnicas de sismología, geodesia y teledetección se utilizan para comprender los procesos sísmicos y el transporte de magma en condiciones deficientes. áreas instrumentadas. Este es uno de los pocos casos en los que podemos usar herramientas geofísicas para observar la intrusión de magma desde el manto superior o el límite entre la corteza y el manto hacia la corteza superficial: una transferencia rápida de magma desde el manto hasta casi la superficie que toma solo unos pocos días. «

Referencia: «Enjambre sísmico masivo impulsado por una intrusión magmática en el estrecho de Bransfield, Antártida» por Simone Cesca, Monica Sugan, Łukasz Rudzinski, Sanaz Vajedian, Peter Niemz, Simon Plank, Gesa Petersen, Zhiguo Deng, Eleonora Rivalta, Alessandro Vuan, Milton Percy Plasencia Linares, Sebastian Heimann y Torsten Dahm, 11 de abril de 2022, Comunicaciones de la tierra y el medio ambiente..
DOI: 10.1038 / s43247-022-00418-5

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