El lago Taupō , en el centro de la Isla Norte de Nueva Zelanda , llena la caldera del volcán Taupō , un gran supervolcán riolítico . Este enorme volcán ha producido dos de las erupciones geológicamente más poderosas del mundo en tiempos recientes.
El volcán se encuentra en la zona volcánica de Taupō dentro del Taupō Rift , una región de actividad volcánica del rift que se extiende desde Ruapehu en el sur, a través de los distritos de Taupō y Rotorua , hasta Whakaari/White Island , en la Bahía de Plenty .
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Taupō comenzó a entrar en erupción hace unos 300.000 años. Las principales erupciones que aún afectan al paisaje circundante son la erupción dacítica del monte Tauhara de hace 65.000 años, la erupción de Oruanui hace unos 26.500 años, [2] que es responsable de la forma de la caldera moderna, y la erupción de Hatepe , que data de 232 ± 10 CE. [3] [4] Ha habido muchas más erupciones, con grandes cada mil años aproximadamente (consulte la cronología de los últimos 10.000 años de erupciones). [5] [6] [7] La erupción de Oruanui en particular destruyó u oscureció mucha evidencia de actividad eruptiva previa. [8] : 5
El volcán Taupō no ha entrado en erupción desde hace aproximadamente 1.800 años; sin embargo, con una investigación que comenzó en 1979 y se publicó en 2022, los datos recopilados durante el período de 42 años muestran que el volcán Taupō está activo con períodos de agitación volcánica y lo ha estado durante algún tiempo. [9] Algunos volcanes dentro de la zona volcánica de Taupō han entrado en erupción más recientemente. El Monte Tarawera tuvo una erupción VEI-5 moderadamente violenta en 1886 , y Whakaari/Isla Blanca está frecuentemente activa, y su última erupción fue en diciembre de 2019. Los estudios geológicos publicados en 1888 después de la erupción del Monte Tarawera plantearon por primera vez la posibilidad de que hubiera un volcán bajo El lago Taupō, en lugar de los volcanes más obvios cerca del monte Tongariro , para explicar la probable fuente de los extensos depósitos superficiales de piedra pómez de la isla Norte central . [10]
El volcán Taupō hace erupción riolita , un magma viscoso , con un alto contenido de sílice , una característica asociada con la porción media de la zona volcánica de Taupō dentro del Rift de Taupō. Se trata de una grieta intraarco en la parte oriental de la Placa continental australiana , resultante de una convergencia oblicua con la Placa del Pacífico en la zona de subducción de Hikurangi . [11] En esta región, la discontinuidad de Moho comienza a unos 25 a 30 km (16 a 19 millas) debajo de la superficie más allá de los límites modernos de Taupō Rift hacia el oeste y el este, pero hay un área de fuerte contraste en la velocidad sísmica a 16 kn. (30 km/h; 18 mph) de profundidad que se postula que se debe a la intrusión de una corteza desde donde está evolucionando el magma de alimentación. [11] Los estudios muestran grandes áreas de derretimiento parcial por debajo de 10 km (6,2 millas) con una transición rosk frágil-dúctil aproximadamente a 6 a 8 km (3,7 a 5,0 millas) debajo de la superficie. [11] Por razones aún desconocidas, posiblemente asociadas con la alta tasa actual de expansión del rift y la reciente subducción de la meseta de Hikurangi, esta área es muy productiva en su vulcanismo superficial. [11]
Si el magma no contiene mucho gas, la riolita tiende a formar simplemente un domo de lava , y este tipo de erupciones son más comunes. Sin embargo, cuando se mezclan con gas o vapor , las erupciones riolíticas pueden ser extremadamente violentas. El magma espuma para formar piedra pómez y ceniza , que se expulsa con gran fuerza. Estas erupciones tienden a ocurrir antes en cualquier ciclo eruptivo determinado.
Si el volcán crea una columna estable en lo alto de la atmósfera , la piedra pómez y las cenizas son lanzadas hacia los lados y finalmente caen al suelo, cubriendo el paisaje como si fuera nieve.
Si el material arrojado se enfría más rápidamente y se vuelve más denso que el aire, no puede elevarse tan alto y de repente colapsa hacia el suelo, formando un flujo piroclástico , que golpea la superficie como el agua de una cascada y se extiende lateralmente por la tierra a enorme velocidad. Cuando la piedra pómez y la ceniza se asientan, están lo suficientemente calientes como para unirse formando una roca llamada ignimbrita . Los flujos piroclásticos pueden viajar cientos de kilómetros por hora.
Las primeras erupciones de ignimbrita ocurrieron más al norte que Taupō. Algunas de ellas fueron enormes, y dos erupciones hace alrededor de 1,25 y 1,0 millones de años fueron lo suficientemente grandes como para generar una capa de ignimbrita que cubrió la Isla Norte desde Auckland hasta Napier .
Si bien Taupō ha estado activo durante unos 300.000 años, las erupciones explosivas han sido más típicas en los últimos 42.000 años. [12] : 108
La erupción de Oruanui (también conocida como evento Kawakawa) [14] : 118 del volcán Taupō fue la erupción más grande conocida en el mundo en los últimos 70.000 años, con un índice de explosividad volcánica de 8. Ocurrió hace unos 26.500 años [2] y generó aproximadamente 430 km 3 (100 cu mi) de depósitos de caída piroclástica , 320 km 3 (77 cu mi) de depósitos de corriente de densidad piroclástica (PDC) (principalmente ignimbrita ) y 420 km 3 (100 cu mi) de material primario intracaldera, equivalente a 530 km 3 (130 millas cúbicas) de magma . [15] [13] [16]
El moderno lago Taupō llena parcialmente la caldera generada durante esta erupción.
La tefra de la erupción cubrió gran parte del centro de la Isla Norte con ignimbrita hasta 200 m (660 pies) de profundidad. Las erupciones de ignimbrita posiblemente no fueron tan contundentes como las de la posterior erupción de Hatepe , pero el impacto total de esta erupción fue algo mayor. La mayor parte de Nueva Zelanda se vio afectada por la caída de ceniza, quedando una capa de ceniza de 18 cm (7,1 pulgadas) incluso en las islas Chatham , a 850 km (530 millas) de distancia, que incluía diatomeas de los sedimentos del lago en erupción. [17] : 2 La erosión y sedimentación posteriores tuvieron efectos duraderos en el paisaje y provocaron que el río Waikato se desplazara de las llanuras de Hauraki a su curso actual a través del Waikato hasta el mar de Tasmania .
La erupción de Hatepe (también conocida como erupción de la Unidad Y del Arrecife Taupō o Horomatangi) representa la erupción importante más reciente del volcán Taupō y ocurrió hace unos 1.800 años. Fue la erupción más poderosa del mundo en los últimos 5.000 años. [18] [19] El tipo de erupción que ocurrió es el peligro volcánico más extremo debido a los flujos piroclásticos de muy alta movilidad y contenido de calor. [14] : 129 Se ha afirmado que tuvo una liberación de energía equivalente a aproximadamente 150 ± 50 megatones de TNT. [14] : 129
La erupción pasó por varias etapas que se redefinieron en 2003 con al menos 3 respiraderos separados: [14] : 122-124
El flujo piroclástico principal devastó el área circundante, subiendo más de 1.500 m (4.900 pies) para sobrepasar las cercanas Cordilleras Kaimanawa y el Monte Tongariro , y cubriendo la tierra en un radio de 80 ± 10 km (49,7 ± 6,2 millas) con ignimbrita desde Rotorua hasta Waiouru . [12] : 129 Sólo Ruapehu estaba lo suficientemente alto como para desviar el flujo. [12] : 128–9
El poder del flujo piroclástico fue tan fuerte que en algunos lugares erosionó más material de la superficie del suelo del que reemplazó con ignimbrita. [12] : 225 valles se llenaron de ignimbrita, igualando la forma del terreno.
Toda la vegetación dentro del área fue arrasada. Los depósitos de piedra pómez y cenizas sueltas formaron lahares en todos los ríos principales.
La erupción amplió aún más el lago, que se había formado después de la erupción mucho mayor de Oruanui. Sus nuevos depósitos también crearon brevemente otro gran lago al norte del volcán Taupō que se extendía hasta la Caldera Reporoa que a su debido tiempo irrumpió en el valle del río Waikato y liberó en un corto período 2,5 km 3 (0,60 millas cúbicas) de agua. [22] : 109 La salida anterior del lago Taupō fue bloqueada, elevando el lago 35 m (115 pies) por encima de su nivel actual, [14] hasta que poco después de la primera inundación más pequeña, estalló en una enorme inundación, que liberó aproximadamente 20 km 3 (4,8 millas cúbicas) de agua. [23] : 327 [22] : 109
Se han dado muchas fechas para la erupción de Hatepe. Una fecha estimada fue el año 181 d.C. a partir de núcleos de hielo en Groenlandia y la Antártida . [24] Es posible que los fenómenos meteorológicos descritos por Fan Ye en China y por Herodiano en Roma [25] se debieran a esta erupción, lo que daría una fecha exacta de 186. [26] Sin embargo, las cenizas de la actividad volcánica no normalmente cruzan hemisferios, [27] y la datación por radiocarbono realizada por R. Sparks ha fijado la fecha en 233 CE ± 13 (95% de confianza). [28] Un documento de comparación de movimientos del 14 C de 2011 dio la fecha 232 ± 5 CE. [3] Una revisión de 2021 basada en cinco fuentes informa 232 ± 10 CE. [4]
Nueva Zelanda estaba despoblada en aquella época , por lo que los humanos más cercanos habrían estado en Australia y Nueva Caledonia, a más de 2.000 km (1.200 millas) al oeste y noroeste.
Los estudios de composición sugieren que el volcán Taupō ha tenido respiraderos históricos al sur y al norte del lago actual, y la actividad sísmica reciente se extiende más allá del lago hacia el norte y el sur. [8] : 15–19 Al norte, el límite con la Caldera de Maroa está mal definido, pero la mayor parte de la actividad sísmica probablemente esté relacionada con estructuras relacionadas con esta caldera. Si bien los estudios han identificado un respiradero de composición de Taupō a 20 km (12 millas) al norte del lago Taupō, esto presumiblemente fue el resultado de la extrusión de un dique hace unos 26.000 años. [8] : Fig. 2b La actividad reciente al norte del lago se atribuye, en términos de cuerpos de magma, al volcán Poihipi debajo de Wairakei . [8] : 16-17
Desde mayo hasta diciembre de 2022 hubo una mayor actividad sísmica con hundimiento de las orillas del lago e inundaciones provocadas por un pequeño tsunami y deformación del suelo . [29] El nivel de alerta volcánica del volcán Taupō se elevó al nivel de alerta volcánica 1 (disturbios volcánicos menores) el 20 de septiembre de 2022. [30]
Si bien no se ha registrado ningún evento eruptivo presenciado en Taupō, ha habido diecisiete episodios de disturbios volcánicos desde 1872, siendo los más recientes en 2019 y 2022-2023. [4] Esto se manifestó como enjambres de actividad sísmica y deformación del suelo dentro de la caldera. Se estima que el depósito de magma actual tiene un volumen de al menos 250 km 3 (60 millas cúbicas) y una fracción de fusión de> 20% -30%. [4]
Si bien Taupō es capaz de provocar erupciones muy grandes, estas siguen siendo muy poco probables, ya que la mayoría de las 29 erupciones de diversas magnitudes en los últimos 30.000 años han sido mucho más pequeñas. [31] Muchos han formado cúpulas, lo que puede haber contribuido a las características del lago como la isla Motutaiko y los arrecifes Horomatangi .
También existen peligros de terremotos y tsunamis. Si bien la mayoría de los terremotos son relativamente pequeños y están asociados con cambios de magma, los terremotos moderados asociados con erupciones o las numerosas fallas asociadas a rifts históricamente han producido eventos de tsunami. La falla intra-rift de Waihi , por ejemplo, se ha asociado con terremotos de magnitud 6,5 en intervalos de recurrencia de entre 490 y 1.380 años y al menos un tsunami relacionado con deslizamientos de tierra en los acantilados humeantes de Hipaua . [32]
GNS Science monitorea continuamente Taupō utilizando una red de sismógrafos y estaciones GPS . [31] El área de arrecifes Horomatangi del lago está asociada con ventilación hidrotermal activa y alto flujo de calor . [4] El monitoreo de un volcán situado debajo de un lago es un desafío y puede ocurrir una erupción sin previo aviso significativo o con poco o ningún aviso. [31] Los datos en vivo se pueden ver en el sitio web de GeoNet.
Si bien se reconoció vulcanismo en el área después de la ocupación humana, no se reconoció la presencia de un gran volcán debajo del lago Taupō. Mātauranga Māori detalló que Horomātangi (Horo-matangi), [33] un tāniwha o monstruo acuático del lago, residía en una cueva adyacente a la isla Motutaiko en el sur del lago. [34]
Ernst Dieffenbach describió los euptivos que ahora se sabe que provienen del volcán Taupō en su publicación de 1843 sobre Nueva Zelanda, pero como muchos otros hasta 1886 los asignó a los estratovolcanes al sur del lago Taupō. [12] : 123 Ferdinand von Hochstetter bien pudo haber sospechado de un volcán en Taupō, [12] : 123 y ciertamente identificó el lago Taupō como la fuente de los depósitos de piedra pómez a lo largo del río Waikato e interpretó el lago, entre otros en la región, como causado. por colapso en una meseta volcánica, [35] pero no pudo investigar para excluir otras posibilidades.
En 1864, la información del estudio de Hochstetter de 1859 y los de Stokes y Drury se publicó como el primer mapa geológico del área y muestra un borde de depósitos riolíticos alrededor de los dos tercios norte de la costa del lago Taupō, pero sin la extensión total de caracterizar los depósitos superficiales pertinentes. [36] El área no tuvo más estudios geológicos de alta calidad hasta después de la erupción del Monte Tarawera en 1886 , y el discurso posterior a esta erupción cercana resultó en una comprensión mucho mejor de los volcanes, incluido el Taupō, por lo que se considerará para el contexto, para explicar el cambio en la comprensión de 1886 a 1888. Algernon Thomas interpretó esta información para postular que Taupō era un volcán. [10] : 18–22 Una de las personas responsables de esta falta de estudio fue Sir James Hector , director del Servicio Geológico de Nueva Zelanda desde 1865. Cuando se le encargó que proporcionara el primer informe oficial sobre la erupción de Tarawera en 1886, sus viajes incluido Taupo. [37] : 1 La conclusión del informe resultante sobre la causa de la erupción " Creo que no hay duda de que se trata de un fenómeno puramente hidrotermal, pero a escala gigantesca; que es bastante local y no de origen profundo. origen... " [37] : 6 generó controversia y algunos apoyaron este punto de vista debido a su comprensión geológica de la época. [38]
Laurence Cussen , el topógrafo del distrito en 1887, no estaba dispuesto a llegar a una conclusión definitiva, pero observó que " la apariencia irregular de las rocas volcánicas que forman las escarpadas costas norte y oeste lleva inmediatamente a la conclusión de que estaban separadas de las masas que las formaron originalmente". parte por algún agente violento, ya sea por erupción o hundimiento. Las islas y arrecifes en el lago son más que probablemente tapones de respiraderos volcánicos y flujos de lava; y parecería razonable inferir que el lago debe su origen, en primer lugar, a la erupción , que fue seguido por un hundimiento, y que posteriormente algunos de los respiraderos dentro de él continuaron activos como volcanes subacuáticos, cuyas eyecciones ahora forman el fondo comparativamente nivelado del lago, habiendo sido desgastados de los conos por la denudación. " [ 39 ] : 5 Se remitió a otros con quienes estaba colaborando, en el mismo período de tiempo, y como ya se mencionó, Thomas cristalizó por primera vez la posibilidad en la literatura geológica de que había un volcán debajo del lago Taupō como la fuente probable de los extensos depósitos superficiales de piedra pómez de Trabajo de campo que incluye análisis de especímenes enviados por Cussen. [10] : 18-22
En 1937 se reconoció que el depósito de la erupción de Hatepe había sido tan caliente que quemó el bosque en una distancia de 160 km (99 millas), pero no se reconoció que esto se debía a un flujo piroclástico hasta 1956. [14] : 129
La fecha de la gran erupción más reciente se definió por primera vez en la década de 1960 como en los primeros siglos d.C. basándose en la datación por radiocarbono . [40] En la década de 1970 se asignó actividad a hace 330.000 años mediante datación radiométrica . [12] : 108
Una mayor comprensión del tamaño de la erupción de Hatepe del volcán Taupo con sus flujos piroclásticos y la ubicación de sus respiraderos fue el resultado del trabajo de Colin Wilson desde 1980 en adelante. [12] : 109–111 La erupción de Oruanui también se entendió mejor; por ejemplo, la influencia de las erupciones en la sedimentología de la región tardó varias décadas más en desentrañarse. [41] La vulcanología modeló mejor los procesos de formación y erupción de magma, con una aceptación más amplia de un modelo predominante de cómo las riolitas eruptivas en estos casos se formaron a partir de basaltos derivados del manto mediante una asimilación del 20-30% del basamento de grauvaca y una cristalización fraccionada para producir magma. gachas. [42]
Las estrellas permanecieron visibles durante el día; otras estrellas, de enorme longitud, parecían suspendidas en medio del cielo.