La caldera Kemp [a] y el monte submarino Kemp forman un volcán submarino al sur de las islas Sandwich del Sur , en una región donde se encuentran varios montes submarinos . El monte submarino se eleva a una profundidad de 80 metros (260 pies) bajo el nivel del mar; la caldera tiene un diámetro de 8,3 por 6,5 kilómetros (5,2 mi × 4,0 mi) y alcanza una profundidad de 1.600 metros (5.200 pies). La caldera contiene varios respiraderos hidrotermales , incluidos los fumaderos blancos (un tipo de respiradero que emite fluidos alcalinos fríos) [3] y áreas de ventilación difusa, que albergan comunidades ecológicas quimiolitotróficas . El monte submarino y la caldera, que fueron descubiertos mediante un mapeo del fondo marino en 2009, son parte del Área Marina Protegida de las Islas Georgias del Sur y Sandwich del Sur.
La caldera Kemp se encuentra en el extremo sur de las islas Sandwich del Sur , entre el mar de Scotia al norte y el mar de Weddell al sur, [1] a unos 50 kilómetros (31 millas) al oeste-suroeste de la isla Thule . [4] La caldera fue descubierta y muestreada en 2009 durante las operaciones de mapeo batimétrico llevadas a cabo por el RRS James Clark Ross . [5] [6] Se llevaron a cabo más esfuerzos de muestreo en 2010 y 2011. [7] Otra caldera , Adventure Caldera, se encuentra al este del monte submarino Kemp; [8] junto con varios otros montes submarinos, las calderas forman el banco Vysokaya. [9] Los montes submarinos Nelson [9] se encuentran más al sur. [10]
El volcán consta de dos edificios submarinos: la caldera Kemp propiamente dicha al oeste y el monte submarino Kemp al este. [1] Este último se eleva a una profundidad de 80 metros (260 pies) bajo el nivel del mar. [11] La caldera se alarga en dirección este-oeste y tiene dimensiones de 8,6 por 6,5 kilómetros (5,3 mi × 4,0 mi). [12] La caldera tiene un volumen de aproximadamente 9-12 kilómetros cúbicos (2,2-2,9 mi cu) y puede haber sido excavada durante el curso de múltiples erupciones. [13] El fondo de la caldera se encuentra a una profundidad de 1.600 metros (5.200 pies), 700 metros (2.300 pies) por debajo del margen de la caldera, que tiene un umbral a 900 metros (3.000 pies) de profundidad, y contiene un cono resurgente de 1 kilómetro (0,62 millas) de ancho y 250 metros (820 pies) de alto. Numerosos conos volcánicos y cráteres volcánicos salpican sus bordes, presumiblemente de vulcanismo posterior a la caldera. Los depósitos dejados por fallas masivas , como bloques deslizantes y canales de flujo de escombros , se encuentran tanto dentro como fuera de la caldera. [5] Rocas basálticas , sedimentos, [14] azufre y ceniza volcánica cubren el fondo marino circundante. [4]
Los volcanes de la Antártida y del océano Austral se encuentran tanto en el continente ( península Antártica , Tierra de Marie Byrd , Tierra Victoria ) como en las islas periféricas (por ejemplo, islas Sandwich del Sur , islas Shetland del Sur ) y presentan erupciones activas y sistemas de fumarolas . Los respiraderos hidrotermales del océano Austral se encuentran en la dorsal antártica-australiana y en la dorsal de Scotia Oriental . [15]
La subducción de la placa sudamericana debajo de la placa sándwich ocurre a una velocidad de 7 a 7,9 centímetros por año (2,8 a 3,1 pulgadas por año) y es responsable de la actividad volcánica en el Arco Sándwich del Sur. [16] A medida que la placa desciende hacia el manto, se libera agua e induce la fusión en la cuña del manto sobre la placa. [17] El arco incluye las once islas volcánicas Sándwich del Sur y otros volcanes submarinos , como Protector Shoal . Otros respiraderos hidrotermales en el arco se encuentran en Quest Caldera y Adventure Crater. [15] A diferencia de Adventure Crater, Kemp Caldera se encuentra dentro de la región del trasarco . [18]
La caldera Kemp ha hecho erupción de toleíta con bajo contenido de potasio y andesita basáltica , [11] [4] y la geoquímica de las rocas volcánicas en el monte submarino Kemp es consistente con el magma de arco volcánico . [19] La cumbre del monte submarino Kemp no ha sido derribada por icebergs a través de excavaciones en el lecho marino , lo que implica que es relativamente joven. [11] La apariencia fresca de las características volcánicas submarinas en la caldera Kemp, incluida la falta de sedimentos que llenen la caldera, indica que estuvo activa recientemente. [5]
Los respiraderos hidrotermales se encuentran al pie y en los flancos del cono resurgente e incluyen fumaderos blancos . [5] Se han nombrado tres zonas de ventilación: "Gran Muralla" y "Castillo Tóxico" alrededor del cono resurgente, "Chimenea de Colmena" en las laderas interiores de la caldera [18] y "Cuerno del Diablo" en el borde norte-noroeste de la caldera. [20] Los respiraderos hidrotermales forman áreas de ventilación difusa [21] y chimeneas discretas, [14] y han depositado anhidrita , barita , sulfuros de cobre y azufre elemental . [22] Se ha observado azufre líquido [23] y forma gotitas de azufre. [24] Se han medido temperaturas de 103–202 °C (217–396 °F) en los fumaderos blancos. [25] Las temperaturas del agua en Kemp Caldera alcanzan 1 °C (34 °F) mientras que los sedimentos se calientan por la actividad volcánica a 5 °C (41 °F). [26]
En los respiraderos hidrotermales se asientan esteras bacterianas , [14] almejas [26] y lapas , [21] que sustentan comunidades quimiosintéticas . [27] Las esponjas crecen en la periferia de las áreas de ventilación. [2] En la zona se encuentran "zonas muertas" -acumulaciones de cadáveres de animales, que también se han encontrado en otros sistemas hidrotermales submarinos de la Tierra-. [25] La mayoría de las bacterias encontradas en la caldera pertenecen a la clase gammaproteobacteria . [28]
Se han identificado numerosos animales marinos en los sitios de ventilación, como anémonas actinostólidas , el percebe Neolepas scotiaensis , almejas vesicomíidas como Archivesica puertodeseadoi , almejas Lepetodrilus concentricus , lapas coculínidas , picnogónidos del género Sericosura y la estrella de mar Paulasterias tyleri . [29] Las comunidades de almejas vesicomíidas están formadas por especies únicas, que no se encuentran en los sistemas de ventilación de la cordillera East Scotia cercana. [30] Lejos de los respiraderos hidrotermales , alcionáceos , brisingidos , cnidarios , holoturoideos , ofiuroideos , [b] poliquetos [c] [29] y camarones [d] viven sobre y en el fondo marino. [32] Las especies de bivalvos Spinaxinus caldarium y Parathyasira dearborni fueron identificadas por primera vez en Kemp Caldera, [7] al igual que dos especies de "gusanos devoradores de huesos", Osedax crouchi y Osedax rogersi . [31]
En los alrededores se han encontrado cascadas de ballenas que sustentan sus propias comunidades biológicas; en total , se han identificado alrededor de nueve comunidades ecológicas únicas en Kemp Caldera y sus alrededores. [29] La presencia de lapas tanto en los respiraderos hidrotermales como en las cascadas de ballenas en el área de Kemp Caldera se ha utilizado como evidencia de que las cascadas de ballenas pueden ser un trampolín para que las especies se propaguen a los respiraderos hidrotermales submarinos. [34]
Kemp Caldera se encuentra dentro del Área Marina Protegida de las Islas Georgias del Sur y Sandwich del Sur. La pesca con palangre está restringida y la pesca de arrastre de fondo está totalmente prohibida. [15] A partir de 2019 se estaba elaborando [actualizar]una nueva legislación para proteger el medio ambiente de la minería y la exploración de hidrocarburos . [35]