El monte submarino James Healy (antes llamado monte submarino Healy , volcán Healy ) [2] es un volcán submarino ubicado entre los montes submarinos de la cordillera Kermadec Sur al sur de las islas Kermadec de Nueva Zelanda . Consiste en un cono volcánico que alcanza una profundidad de 1150 metros (3770 pies) bajo el nivel del mar, dos calderas de 2-2,5 kilómetros (1,2-1,6 millas) y 1,3 kilómetros (0,81 millas) de ancho y un cono parásito que alcanza una profundidad de 950 metros (3120 pies) bajo el nivel del mar. Los flancos del volcán están cubiertos de piedra pómez y rocas volcánicas, y se produce ventilación hidrotermal dentro de la caldera.
La caldera parece haberse formado en una gran erupción explosiva que puede haber generado una balsa de piedra pómez . Se sospecha que partes de la "piedra pómez de Loisels" en Nueva Zelanda se originaron en esta erupción, que tuvo lugar 590±80 años antes del presente (1950). También se sospecha que Healy fue la fuente de un tsunami que afectó a las comunidades maoríes durante el siglo XV y puede representar un peligro de tsunami continuo.
El fondo marino al noreste de Nueva Zelanda está dominado por cuatro estructuras, de este a oeste: la fosa de Kermadec , la dorsal de Kermadec , la depresión de Havre y la dorsal de Colville . [3] En la fosa de Kermadec, la placa del Pacífico se subduce debajo de la placa australiana a una velocidad de unos 52 milímetros por año (2,0 pulgadas/año) en la latitud del monte submarino James Healy. [4] Esto da lugar a un sistema de arco de islas - contraarco [5] con subducción en la fosa de Kermadec y expansión en la depresión de Havre; [6] esta última separa la microplaca de Kermadec de la placa de Australia. [7] El proceso de subducción provoca el vulcanismo en el arco de Kermadec de 1.200 kilómetros (750 millas) de longitud y sus extensiones norte y sur, el arco de Tofua en Tonga y la zona volcánica de Taupo en Nueva Zelanda. [8] El vulcanismo se ha desplazado hacia el sureste durante los últimos cinco millones de años, terminando finalmente en el frente actual hace 770.000 años [9] y produciendo un conjunto bimodal de rocas: principalmente basalto , pero también dacita y riolita , en particular durante erupciones recientes. [4]
Alrededor de trece volcanes componen el Arco Sur de Kermadec, de 260 kilómetros (160 millas) de largo , que es el sector del arco Tonga-Kermadec directamente al norte de Nueva Zelanda y mejor estudiado que el resto del arco. [10] Muchos de los volcanes están ubicados a 15-25 kilómetros (9,3-15,5 millas) al oeste de la cordillera de Kermadec [8] y alcanzan profundidades de agua de menos de 1 kilómetro (0,62 millas) por debajo del nivel del mar. Han hecho erupción de rocas como basalto y andesita en forma de flujos de lava , lavas almohadilladas y flujos piroclásticos , así como sus contrapartes de brecha e hialoclastita . Siete volcanes son hidrotermalmente activos y dos, [11] el volcán Brothers y Healy, presentan calderas silícicas . [12] Healy es parte de una cadena de volcanes que se dirige al noroeste, que incluye Giljanes, Yokosuka y Rapuhia. [13]
El volcán Healy, también conocido como monte submarino James Healy y llamado así por el geólogo James Healy , [14] se encuentra al noreste de Nueva Zelanda [3] y está completamente sumergido. [15] Es un volcán submarino de 7 kilómetros (4,3 millas) de ancho y 15 kilómetros (9,3 millas) de largo con dirección noreste-suroeste [16] que consta de tres edificios individuales, la caldera Healy, el edificio Healy [11] y el volcán Cotton, [16] y fue descubierto en 1965 por HMNZS Tui (T234) . [14] La caldera Healy es la caldera del noreste de 2 a 2,5 kilómetros (1,2 a 1,6 millas) de ancho con un borde de 250 a 400 metros (820 a 1310 pies) de altura. El edificio Healy central alcanza su punto máximo a 1150 metros (3770 pies) por debajo del nivel del mar. [11] Al suroeste hay un cono simple, el volcán Cotton o monte submarino Cotton, que alcanza una altura de 980 metros (3220 pies) por debajo del nivel del mar. [17] [16] Se encuentran pequeños conos en el suelo de la caldera del sureste. [18] Una segunda caldera, de 1,3 kilómetros (0,81 millas) de ancho y 50-100 metros (160-330 pies) de profundidad (por debajo del borde de la caldera), está situada al sur del edificio Healy. [11]
La superficie del volcán está formada por afloramientos de roca félsica , lapilli y brechas piroclásticas . Aproximadamente 50 kilómetros cuadrados (19 millas cuadradas) del volcán están cubiertos de piedra pómez , [11] la mayoría de los flancos están cubiertos de arenas fangosas y aventadas, piroclásticos y raramente afloramientos. [16] Los flancos y el suelo de la caldera están cubiertos principalmente por lapilli y cantos rodados. [19] Existe evidencia generalizada de erosión impulsada por corrientes oceánicas de sedimentos del fondo tanto en las laderas del volcán [20] como en su caldera. [21] Se considera que el volumen total del volcán es de aproximadamente 68,9 kilómetros cúbicos (16,5 millas cúbicas). [1]
La mayor parte de la piedra pómez es blanca, pero aproximadamente una quinta parte es gris y una vigésima parte es gris amarillenta. Los fragmentos tienen tamaños de 10 a 20 centímetros (3,9 a 7,9 pulgadas) pero ocasionalmente superan los 30 centímetros (12 pulgadas) y tienen una textura mayormente uniforme, aunque algunas muestran una textura deformada similar a la de la madera. [22] Las vesículas son en su mayoría esféricas cuando son pequeñas y se vuelven más largas, más complejas e interconectadas a medida que son más grandes. [23] Algunas piedras pómez tienen colores rosados, lo que indica que estuvieron expuestas al aire mientras estaban calientes. [24] Se han extraído vesículas máficas de las piedras pómez. [25] El volcán Healy puede presentar depósitos de mineral y ha sido considerado un objetivo para la prospección de minerales. [26]
Healy está formado predominantemente por rocas riodacíticas , pero también se encuentra basalto, [27] las rocas definen una suite baja en potasio . [28] Las pumitas de Healy contienen fenocristales raros de anfíbol , apatita , óxido de hierro y titanio y piroxeno . [29] A pesar de sus texturas distintas, los diversos grupos de pumitas tienen una composición similar. [30] Se han recuperado rocas basálticas de la caldera. [31] La formación de magmas silícicos en arcos volcánicos oceánicos se ha interpretado como una consecuencia de procesos de cristalización fraccionada o de la refundición de materiales de la corteza ; procesos que producen composiciones de magma similares y, por lo tanto, son difíciles de distinguir, [32] aunque es posible un origen a través de cristalización fraccionada en Healy. [33] El desarrollo de magma félsico y calderas en Healy y algunos otros volcanes de Kermadec parece ser una consecuencia de una corteza más gruesa que facilita la fusión de la corteza. [34]
La evidencia de las muestras dragadas indica que la caldera de Healy se formó a través de una o varias erupciones catastróficas. [35] Algunas rocas pueden haberse formado durante erupciones que formaron domos de lava . [18] Si bien es improbable, la caldera de Healy puede ser en realidad un cráter de explosión . [36] Los datos de los hidrófonos indican que se produjo una erupción en el monte submarino Brothers o en Healy en 2015. [37]
La erupción que dio origen a la piedra pómez de Healy puede haber ocurrido 590 ± 80 años antes del presente . [38] [a] Se ha reconstruido que fue una erupción piroclástica de gran volumen, que generó una columna eruptiva submarina que no interactuó fuertemente con el agua de mar circundante [31] y solo presentó un componente freatomagmático menor. [35] La erupción habría ocurrido a unos 500-900 metros (1.600-3.000 pies) de profundidad [40] e involucró unos 5 kilómetros cúbicos (1,2 millas cúbicas) de material piroclástico, [41] que formó unos 10-15 kilómetros cúbicos (2,4-3,6 millas cúbicas) de piedra pómez y causó el colapso y la formación de la Caldera Healy. Parte de la columna de erupción podría haber subido a la superficie, posiblemente creando una balsa de piedra pómez que habría sido transportada a Nueva Zelanda por corrientes y remolinos oceánicos . [38]
La erupción de 590 ± 80 puede haber desencadenado un tsunami [42] que impactó a Nueva Zelanda. [43] En el noreste de Nueva Zelanda, los depósitos de tsunami en la bahía Henderson, la bahía Whangapoua, [44] la playa Waihi, el puerto Ohiwa (ambos en la bahía de Plenty ) [45] y la península Tāwharanui [46] pueden estar vinculados a la erupción que formó la caldera Healy [47] aunque el vínculo no es definitivo. [48] Hay evidencia de que un tsunami en el siglo XV impactó a las poblaciones maoríes , provocando un cambio de asentamientos de las áreas costeras a las colinas; [49] este tsunami puede haberse originado en la caldera Healy o correlacionarse con un tsunami de 1420 en Japón. [49] Otros tsunamis prehistóricos en Nueva Zelanda pueden haber sido causados por la actividad o colapsos del volcán Healy o de otros volcanes en el arco Kermadec. [50]
Las piedras pómez arrastradas por el mar son comunes en Nueva Zelanda. En 1962 se identificó una formación de piedra pómez común en el norte de Nueva Zelanda y en las islas Chatham, 900 kilómetros (560 millas) más al este, a la que se la denominó "piedra pómez de Loisels" en honor a la playa donde se la identificó. [51] Esta piedra pómez tiene una importancia científica que se debe a su antigüedad, que es directamente posterior a la llegada del pueblo maorí a Nueva Zelanda y se puede utilizar para correlacionar los sitios costeros. [52] Se han encontrado piedras pómez que pueden ser parte de la piedra pómez de Loisels en lugares tan lejanos como la isla Fraser en Australia [53], aunque esta identificación es discutible. [54]
La composición y los lugares de descubrimiento de la piedra pómez de Loisels implican firmemente que fue el producto de erupciones volcánicas en el arco Tonga-Kermadec en lugar del vulcanismo en la masa continental de Nueva Zelanda. [55] Si bien originalmente se asumió que se originó a partir de un solo evento eruptivo, consideraciones químicas y cronológicas implican que es el producto de múltiples eventos volcánicos. [56] Un conjunto de piedra pómez de Loisels tiene una apariencia y composición similar a las piedras pómez de Healy y probablemente se originó allí; [38] podrían haber sido transportadas a la tierra por tsunamis. [57] Alternativamente, la piedra pómez de Loisels puede haberse formado por una erupción anterior, anterior a la caldera de Healy. [58]
La ventilación hidrotermal se produce en el piso sur de la caldera Healy [11] y produce descargas ricas en metales [59] y montículos de óxido de hierro . [60] No hay evidencia de actividad hidrotermal en Cotton, [61] y a diferencia de todos los demás volcanes del arco Kermadec, no se conocen comunidades animales quimiosintéticas en Healy. [62]
La actividad hidrotermal da lugar a una columna particular sobre el volcán [63] y a numerosas columnas submarinas vinculadas principalmente a la caldera y sus paredes. [64] Junto con el volcán Brothers, Healy es uno de los dos volcanes hidrotermalmente más activos del arco Kermadec meridional. [61] Si el arco Kermadec meridional es representativo de las emisiones hidrotermales de los arcos volcánicos de otras partes del mundo, dichas emisiones pueden constituir una parte significativa del presupuesto hidrotermal global. [65]
En los escenarios de modelado de desastres de las ciudades del norte de Nueva Zelanda se ha considerado la posibilidad de una erupción de Healy que genere un tsunami. [66] Una erupción similar a la del Krakatau en Healy podría provocar un tsunami [67] comparable al que resultaría de un terremoto en la fosa de Kermadec [68] con alturas máximas de ola de varios metros en la Bahía de Plenty y en otros lugares del noreste de Nueva Zelanda. [69] Sin embargo, el riesgo actual de que se repita un evento de este tipo es bajo. [70]