El monte Takahe es un volcán en escudo cubierto de nieve de 3.460 metros de altura (11.350 pies) en la Tierra de Marie Byrd , Antártida , a 200 kilómetros (120 millas) del mar de Amundsen . Es una montaña de unos 30 kilómetros de ancho (19 millas) con respiraderos parásitos y una caldera de hasta 8 kilómetros (5 millas) de ancho. La mayor parte del volcán está formada por flujos de lava traquítica , pero también se encuentra hialoclastita . Nieve, hielo y glaciares cubren la mayor parte del monte Takahe. Con un volumen de 780 km3 ( 200 millas cúbicas), es un volcán enorme; las partes del edificio que están enterradas debajo de la capa de hielo de la Antártida occidental son probablemente aún más grandes. Es parte del sistema del Rift de la Antártida occidental junto con otros 18 volcanes conocidos.
El volcán estuvo activo en el período Cuaternario , desde hace 2,5 millones de años hasta el presente. [a] La datación radiométrica ha arrojado edades de hasta 300.000 años para sus rocas, y alcanzó su altura actual hace unos 200.000 años. Varias capas de tefra encontradas en núcleos de hielo en el monte Waesche y la estación Byrd se han atribuido al monte Takahe, aunque algunas de ellas se vincularon posteriormente a erupciones del monte Berlín . Las capas de tefra se formaron por erupciones explosivas o freatomagmáticas . Las principales erupciones tuvieron lugar hace unos 17.700 años, posiblemente formando un agujero de ozono sobre la Antártida, y en el Holoceno temprano . [b] La última erupción del monte Takahe ocurrió hace unos 7.600 años, y no hay actividad en la actualidad.
El nombre de la montaña hace referencia al takahē , un ave no voladora casi extinta de Nueva Zelanda ; los miembros del grupo de la Travesía por Tierra de Marie Byrd de 1957-1958 apodaron "takahe" a un avión que los había reabastecido. [5] Fue visitada por primera vez en 1957-1958 y nuevamente en 1968, [6] 1984-1985 y 1998-1999. [7]
El monte Takahe se encuentra en la costa de Bakutis , [8] al este de la Tierra de Marie Byrd , en la Antártida . La península del Oso [9] y la costa del mar de Amundsen se encuentran a 200 kilómetros (120 millas) al norte del monte Takahe. [10] Es una montaña aislada, [8] y los otros volcanes más cercanos son el monte Murphy a 100 kilómetros (62 millas) [11] y el monte Toney a 140 kilómetros (87 millas) de distancia. [12] No hay rutas aéreas importantes ni caminos de suministro a las estaciones antárticas que pasen cerca de la montaña, [13] y algunas partes del cono son accesibles solo en helicóptero. [14]
La montaña volcánica se eleva 2.100 metros (6.900 pies) sobre el nivel del hielo [15] con una elevación máxima de 3.460 metros (11.350 pies). [16] [17] [1] [c] Es un cono casi perfecto no diseccionado, [8] un volcán en escudo de 30 kilómetros de ancho (19 millas) [16] con un volumen expuesto de aproximadamente 780 kilómetros cúbicos (190 millas cúbicas). [21] La parte subglacial, que podría tocar fondo a 1.340–2.030 metros (4.400–6.660 pies) bajo el nivel del mar, [22] podría tener un volumen aún mayor [21] y se alarga en dirección este-oeste. [23] En su cima se encuentra una caldera plana y llena de nieve de 8 kilómetros de ancho (5 mi) [8] con un cuello volcánico de 10 metros de ancho (33 pies) y 15 metros de alto (50 pies) . [24] Un domo de lava puede aflorar dentro de la caldera. Se encuentran respiraderos de fisuras radiales alrededor del volcán, y también hay respiraderos alrededor del borde de la caldera. [25] Hay al menos tres [26] respiraderos parásitos con composición basáltica en sus flancos inferiores, [27] con tres conos de ceniza encontrados en las laderas occidental y sur. [25] Uno de estos conos de ceniza ha sido descrito como un respiradero moderado de 100 metros de ancho (330 pies). [24] Los acantilados de Jaron se encuentran en la ladera sur. [25]
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El volcán está en gran parte sin erosionar, ocultando en su mayor parte la estructura interna que aclararía su historia. [28] [29] Solo doce afloramientos , [d] con un área total de menos de 0,5 kilómetros cuadrados (0,19 millas cuadradas), emergen del hielo. [31] Con base en estos afloramientos, los flujos de lava con un espesor de 2 a 10 metros (6 pies 7 pulgadas - 32 pies 10 pulgadas) [14] parecen estar generalizados en el Monte Takahe, mientras que las rocas piroclásticas como los depósitos de erupciones estrombolianas , tobas de lapilli [32] y depósitos de lahar son menos comunes. [25] Las apariciones de rocas piroclásticas en la cumbre se han correlacionado con depósitos de tefra en otras partes de la Antártida. [33] Además, las unidades de bombas y bloques de lava que contienen obsidiana [34] y que erupcionaron recientemente afloran en el borde de la caldera, [35] en Bucher Rim . [36] Se han reportado tuyas . [37]
El monte Takahe está cubierto casi en su totalidad por el hielo de la capa de hielo de la Antártida occidental , [31] que se eleva unos 1.300 metros (4.300 pies) sobre el nivel del mar. [11] Un afluente del glaciar Thwaites pasa cerca. [38] Hay dos pequeños glaciares en el propio volcán, en los flancos suroeste y norte. [11] Son productos de erupción erosiva de la zona de la cumbre, [35] y se han cartografiado morrenas tanto en el flanco occidental como en la caldera de la cumbre. [29] La erosión glacial es leve, con solo unos pocos corries cortados en las laderas inferiores. [39] La capa de hielo de la montaña incluye áreas cubiertas de nieve y hielo, [40] con sastrugi y otras superficies rugosas por el viento. [41] El ambiente polar frío y seco retarda la erosión . [14] Las temperaturas del aire suelen estar por debajo del punto de congelación. [41]
Algunas unidades de roca al pie del volcán se emplazaron debajo del hielo o el agua [31] y presentan lavas hialoclastitas y almohadilladas . Estas unidades se elevan a unos 350-400 metros (1.150-1.310 pies) sobre el nivel de hielo actual. [15] Algunas de estas unidades, como Gill Bluff, Möll Spur y Stauffer Bluff , son "deltas hidrovolcánicos" comparables a los deltas de lava [42] [11] que se formaron cuando los flujos de lava o los respiraderos parásitos entraron en el hielo, generando lagos de agua de deshielo a su alrededor. [43] Afloran en la base del volcán y están bien conservados. [44] La elevación del hielo no fue estable durante el emplazamiento de estos deltas, y el agua de deshielo se drenó, lo que llevó a la formación de diversas estructuras dentro de los deltas de hialoclastita. [45] Los deltas pueden haberse formado durante períodos de gran altitud entre 66.000 y 22.000–15.000 años atrás. [46]
El Sistema del Rift Antártico Occidental es una provincia de cuenca y cordillera similar a la Gran Cuenca en América del Norte ; [47] atraviesa la Antártida [48] desde el Mar de Ross hasta el Mar de Bellingshausen . [49] El Rift se volvió activo durante el Mesozoico . [e] Debido a la gruesa capa de hielo, no está claro si está activo actualmente, [48] y no hay actividad sísmica . La mayor parte del Rift se encuentra por debajo del nivel del mar. [50] Al sur está flanqueado por las Montañas Transantárticas y al norte por la provincia volcánica de Marie Byrd Land . La actividad volcánica en Marie Byrd Land comenzó hace unos 34 millones de años, pero la actividad alta comenzó hace 14 millones de años. [51] Un importante domo elevado, de 1200 por 500 kilómetros (750 mi × 310 mi) de ancho, está centrado en la costa del Mar de Amundsen y está asociado con el Rift. [52]
Alrededor de 18 volcanes centrales estuvieron activos en Marie Byrd Land desde el Mioceno [f] hasta el Holoceno . [15] Entre las áreas volcánicas en Marie Byrd Land están la cordillera Flood con el monte Berlín , la cordillera Ames , la cordillera del Comité Ejecutivo con el monte Sidley y el monte Waesche , las montañas Crary , la montaña Toney , el monte Takahe y el monte Murphy . [53] Estos volcanes se presentan principalmente en grupos o cadenas, [51] pero también hay edificios aislados. [47] El monte Takahe está ubicado en la provincia volcánica oriental de Marie Byrd Land [7] y con un volumen estimado de 5.520 kilómetros cúbicos (1.320 millas cúbicas) [g] [55] podría ser el más grande de los volcanes de Marie Byrd Land, comparable al monte Kilimanjaro en África. [56]
La mayoría de estos volcanes son grandes, coronados por una caldera en la cima y parecen haber comenzado como volcanes en escudo de rápido crecimiento. Más tarde, se formaron calderas. Finalmente, a finales de la historia de los volcanes, los respiraderos parásitos estuvieron activos. [15] Todos los volcanes están coronados por rocas compuestas de traquita , fonolita , pantellerita o comendita . [57] Su actividad se ha atribuido a la reactivación de estructuras de la corteza o a la presencia de una pluma del manto . [48] Los volcanes se elevan desde un basamento paleozoico . [51]
El monte Takahe puede tener una gran cámara de magma [58] y se ha encontrado una anomalía de flujo de calor . [59] También se ha vinculado una anomalía magnética a la montaña. [60]
La traquita es la roca más común en el monte Takahe, siendo la fonolita menos común. La basanita , la hawaiita y la mugearita son poco comunes, [29] pero se ha informado de la presencia de benmoreita [17] y pantellerita, [22] y algunas rocas se han clasificado como andesitas . [61] La hawaiita se presenta exclusivamente en los afloramientos más antiguos, la basanita solo en los respiraderos parásitos [25] y la mugearita solo en el sector inferior del volcán. [62] A pesar de esto, se cree que la mayor parte del volcán consiste en rocas máficas con solo un 10-15% de rocas félsicas , [63] ya que la parte superior visible del volcán podría estar descansando sobre una base enterrada mucho más grande. Los respiraderos parásitos probablemente constituyen menos del 1% del edificio. [10] Las interacciones hielo-lava produjeron hialoclastita, palagonita y sideromelana . [11] No se produjeron cambios importantes en la química del magma durante los últimos 40.000 años [64] pero se han registrado algunas variaciones. [65]
Todas estas rocas parecen tener un origen común y definen una suite alcalina [29] -peralcalina. [66] Los fenocristales incluyen principalmente plagioclasa , con olivino y titanomagnetita menos comunes ; [67] también se ha informado de apatita . [61] Los magmas parecen haberse formado a través de cristalización fraccionada a presiones variables, [68] y finalmente vinieron de la litosfera a 80-90 kilómetros (50-56 millas) de profundidad, [69] que se vio afectada por procesos de subducción [70] hace más de 85 millones de años. [6]
El volcán estuvo activo a finales del Cuaternario . [5] Los resultados radiométricos informados en 1988 incluyen edades de menos de 360.000 años para las rocas en el borde de la caldera y de menos de 240.000 años para las rocas volcánicas en los flancos. [71] En su libro de 1990 Volcanoes of the Antarctic Plate and Southern Oceans, LeMasurier dio 310.000 ± 90.000 años atrás como la fecha más antigua para las muestras analizadas, citando fechas K-Ar no publicadas , [5] pero en una revisión de 2016 de las fechas para el monte Takahe, LeMasurier informó que ninguna tenía más de 192.000 años. [72] Un artículo de 2013 también de LeMasurier informó edades máximas de 192.000 años para las rocas del borde de la caldera y de 66.000 años para las rocas del flanco inferior. [22] El volcán entero puede haberse formado en menos de 400.000 años [73] o incluso menos de 200.000 años, lo que implicaría un rápido crecimiento del edificio. [22] Se encuentran rocas de 192.000 ± 6.300 años de antigüedad en la caldera de la cumbre, lo que implica que el volcán ya había alcanzado su altura actual para entonces. [74]
Las primeras investigaciones indicaron que la mayor parte del monte Takahe se formó debajo del hielo, pero estudios de campo más detallados concluyeron que la mayor parte del volcán se desarrolló sobre la superficie del hielo. [31] La superficie del hielo ha fluctuado a lo largo de la vida del monte Takahe con un aumento de espesor durante las etapas isotópicas marinas 4 y 2, [75] lo que explica por qué las unidades originalmente emplazadas bajo el hielo o el agua ahora se encuentran sobre la superficie del hielo [35] y se alternan con depósitos de flujo de lava. [8] Estos depósitos elevados se emplazaron hace unos 29.000-12.000 años [76] mientras que los depósitos similares a deltas de lava tienen entre 70.000 y 15.000 años de antigüedad. [77] Después de que creció fuera del hielo, el monte Takahe aumentó de tamaño a través de la emisión de flujos de lava con erupciones piroclásticas ocasionales. [78] Los afloramientos en la región de la cumbre indican que la mayoría de las erupciones fueron magmáticas, pero se produjo cierta actividad hidromagmática . [35] Los conos de ceniza y los conos de toba se formaron durante la última etapa de actividad. [1]
Las capas de tefra en los núcleos de hielo perforados en la estación Byrd se han atribuido al monte Takahe. [79] El volcán alcanza una altitud lo suficientemente alta como para que las tefras que brotan de él puedan penetrar fácilmente la tropopausa y extenderse sobre la Antártida a través de la estratosfera . [80] Se ha sugerido que la ocurrencia de varias erupciones volcánicas en la región hace unos 30.000 años ha causado un enfriamiento del clima de la Antártida, [81] pero también es posible que el crecimiento de las capas de hielo en ese momento comprimiera las cámaras de magma en el monte Takahe y, por lo tanto, indujera un aumento de la actividad eruptiva. [82]
Suponiendo que la mayoría de las capas de tefra en Byrd provienen del Monte Takahe, se ha inferido que el volcán fue muy activo entre 60.000 y 7.500 años atrás, con nueve períodos eruptivos y dos pulsos entre 60.000 y 57.000 y entre 40.000 y 14.000 años atrás. En la última parte de este último período, las erupciones hidrovolcánicas se volvieron dominantes en el Monte Takahe, con un máximo alrededor del momento en que terminó la glaciación de Wisconsin . [78] Es posible que entre 18.000 y 15.000 años atrás, se formara un lago de cráter en la caldera o que los respiraderos estuvieran enterrados por la nieve y el hielo. La caldera en sí podría haberse formado entre 20.000 y 15.000 años atrás, probablemente no a través de una gran erupción explosiva . [64]
No se puede descartar por completo que las tefras de la Estación Byrd se originen en otros volcanes de Marie Byrd Land [83] como el Monte Berlín. En particular, se han atribuido capas de tefra de hace entre 30.000 y 20.000 años a este último volcán. [84] [85]
También se han encontrado capas de tefra del monte Takahe en Dome C , [86] Dome F , [87] el propio monte Takahe, [88] el monte Waesche, [89] el domo Siple [90] [h] y en otros lugares de la Antártida. [89] Aparte de los núcleos de hielo, se han encontrado tefras atribuidas al monte Takahe en núcleos de sedimentos extraídos del mar. [91] Las erupciones volcánicas en el monte Takahe carecen de los depósitos de flujo piroclástico observados en otras grandes erupciones explosivas. [14] El espesor de las tefras del núcleo de hielo de Byrd atribuidas al monte Takahe sugirió que las erupciones no fueron grandes, [83] pero investigaciones posteriores han indicado que también ocurrieron grandes erupciones plinianas . [92]
Hace 17.700 años se produjo una serie de erupciones de unos 200 años de duración en el monte Takahe . [93] Estas erupciones se han registrado en núcleos de hielo en la divisoria WAIS [93] y en el glaciar Taylor en los valles secos de McMurdo , donde limitan las estimaciones de la tasa de desglaciación . [94] Estas erupciones liberaron una gran cantidad de halógenos a la estratosfera, [93] lo que junto con las condiciones climáticas frías y secas del último máximo glacial presumiblemente habría llevado a una destrucción masiva del ozono y a la formación de un agujero de ozono . [95] Los datos de isótopos de bromo y azufre indican que la cantidad de radiación UV en la atmósfera aumentó en ese momento en la Antártida. [95] Como es el caso del agujero de ozono actual, el agujero de ozono creado por las erupciones de Takahe podría haber alterado el clima antártico y acelerado la desglaciación, que se estaba acelerando en ese momento, [96] pero investigaciones posteriores han determinado que el calentamiento probablemente no fue forzado volcánicamente. [97]
La actividad disminuyó después de este punto, registrándose dos erupciones hidromagmáticas hace 13.000 y 9.000 años y una erupción magmática hace 7.500 años. [64] Esta última erupción también se conoce a partir del núcleo de hielo de Byrd [98] y puede corresponder a una erupción hace 8.200 ± 5.400 años [85] registrada en el Monte Waesche [99] y el edificio Takahe [74] y a dos capas de tefra de 6217 y 6231 a. C. en Siple Dome. [100] Se ha registrado tefra de una erupción de 8.200 antes del presente en Siple Dome y el Monte Waesche. [101] Una erupción de 7.900 antes del presente en el Monte Takahe es una de las erupciones más fuertes en Siple Dome y Byrd Station de los últimos 10.000 años. [102] Otra erupción reportada por el Programa Global de Vulcanismo puede haber ocurrido en 7050 AC. [103] En Siple Dome, se registra otra erupción entre 10.700 y 5.600 años atrás [104] y una capa de tefra alrededor de 1783 AC (acompañada por concentraciones de sulfato aumentadas en el hielo) también podría provenir del Monte Takahe. [105] Los fragmentos de vidrio en Law Dome emplazados en 1552 y 1623 DC también pueden provenir de este volcán. [106]
El Programa Global de Vulcanismo informa que la última erupción conocida se produjo en 5550 a. C. [1] y actualmente se considera que el volcán está inactivo . [107] No hay evidencia de actividad fumarólica o de suelo cálido, [108] [5] a diferencia del Monte Berlín, que es el otro volcán joven de la Tierra de Marie Byrd. [109] La actividad sísmica registrada a una profundidad de 9 a 19 kilómetros (5,6 a 11,8 millas) alrededor del volcán puede estar relacionada con su actividad. [110] Se ha explorado el Monte Takahe por la posibilidad de obtener energía geotérmica . [58]
Las características con nombre de la montaña, en el sentido de las agujas del reloj desde el norte, incluyen el glaciar Clausen, la roca Knezevich, el acantilado Stauffer, el acantilado Oeschger, el borde Bucher, los acantilados Jaron, el espolón Möll, el glaciar Steuri, la roca Cadenazzi, Roper Point y el acantilado Gill. [111]
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