La tefra es material fragmentario producido por una erupción volcánica independientemente de su composición, tamaño de fragmento o mecanismo de ubicación. [1]
Los vulcanólogos también llaman piroclastos a los fragmentos transportados por el aire . Una vez que los clastos han caído al suelo, permanecen como tefra a menos que estén lo suficientemente calientes como para fusionarse en roca piroclástica o toba . Cuando un volcán explota, libera una variedad de tefra que incluye cenizas, escorias y bloques. Estas capas se asientan en la tierra y, con el tiempo, se produce una sedimentación incorporando estas capas de tefra al registro geológico.
La tefrocronología es una técnica geocronológica que utiliza capas discretas de tefra (ceniza volcánica de una sola erupción) para crear un marco cronológico en el que se pueden ubicar registros paleoambientales o arqueológicos . A menudo, cuando un volcán explota, los organismos biológicos mueren y sus restos quedan enterrados dentro de la capa de tefra. Posteriormente, los científicos fechan estos fósiles para determinar la edad del fósil y su lugar dentro del registro geológico.
La tefra es un material piroclástico no consolidado producido por una erupción volcánica. Se compone de una variedad de materiales, típicamente partículas vítreas formadas por el enfriamiento de gotas de magma , que pueden ser vesiculares, sólidas o en forma de escamas, y una proporción variable de componentes cristalinos y minerales que se originan en la montaña y las paredes del respiradero. . Cuando las partículas caen al suelo, el viento y las fuerzas gravitacionales las separan en cierta medida y forman capas de material no consolidado. Las partículas se mueven aún más mediante la superficie del suelo o el flujo de agua submarino. [2]
La distribución de tefra después de una erupción generalmente implica que las rocas más grandes caigan al suelo más rápido, por lo tanto más cerca del respiradero, mientras que los fragmentos más pequeños viajan más lejos; las cenizas a menudo pueden viajar miles de millas, incluso circunglobales, ya que pueden permanecer en la estratosfera durante días a semanas después de una erupción. Cuando se acumulan grandes cantidades de tefra en la atmósfera debido a erupciones volcánicas masivas (o a una multitud de erupciones más pequeñas que ocurren simultáneamente), pueden reflejar la luz y el calor del sol a través de la atmósfera, lo que en algunos casos hace que la temperatura baje, lo que resulta en un " invierno volcánico " temporal. Los efectos de la lluvia ácida y la nieve, las precipitaciones provocadas por las descargas de tefra a la atmósfera, pueden verse incluso años después de que las erupciones hayan cesado. Las erupciones de tefra pueden afectar ecosistemas en millones de kilómetros cuadrados o incluso continentes enteros, dependiendo del tamaño de la erupción. [3]
Los fragmentos de tefra se clasifican por tamaño:
El uso de capas de tefra, que tienen su propia química y carácter únicos, como marcadores temporales de horizontes en sitios arqueológicos y geológicos, se conoce como tefrocronología . [2]
Las palabras "tephra" y "piroclasto" derivan del griego : la palabra τέφρα ( téphra ) significa "ceniza", [4] mientras que piroclasto se deriva del griego πῦρ ( pyr ), que significa "fuego", [5] y κλαστός . ( klastós ), que significa "roto en pedazos". [6] La palabra τέφραv (significa "cenizas") se usa en un contexto amplio dentro de un relato de Aristóteles de una erupción en Vulcano (Hiera) en Meteorologica . [7]
La liberación de tefra en la troposfera afecta física y químicamente al medio ambiente . Físicamente, los bloques volcánicos dañan la flora local y los asentamientos humanos. Las cenizas dañan los sistemas eléctricos y de comunicación, cubren los bosques y la vida vegetal, reducen la fotosíntesis y contaminan las aguas subterráneas . [8] La tefra cambia el movimiento del aire y del agua por debajo y por encima del suelo. Químicamente, la liberación de tefra puede afectar el ciclo del agua . Las partículas de tefra pueden hacer que crezcan cristales de hielo en las nubes, lo que aumenta las precipitaciones . Las cuencas hidrográficas cercanas y el océano pueden experimentar niveles elevados de minerales , especialmente hierro , lo que puede provocar un crecimiento explosivo de la población en las comunidades de plancton . [3] Esto, a su vez, puede resultar en eutrofización .
Además de la tefrocronología, la tefra se utiliza en una variedad de disciplinas científicas, incluidas la geología , la paleoecología , la antropología y la paleontología , para datar fósiles, identificar fechas dentro del registro de fósiles y aprender sobre culturas y ecosistemas prehistóricos. Por ejemplo, la tefra carbonatita encontrada en Oldoinyo Lengai (un volcán en el Valle del Rift de África Oriental) ha enterrado y preservado huellas fosilizadas de humanos cerca del sitio de la erupción. [9] Bajo ciertas condiciones, los bloques volcánicos pueden conservarse durante miles de millones de años [ cita necesaria ] y pueden viajar hasta 400 km de distancia de la erupción. [ cita necesaria ] Las erupciones volcánicas en todo el mundo han proporcionado información científica valiosa sobre los ecosistemas locales y las culturas antiguas. [ cita necesaria ]
Los volcanes de África han tenido un impacto en el registro fósil. Geográficamente forma parte de África, El Hierro es un volcán en escudo y el más joven y pequeño de las Islas Canarias . La erupción más reciente de El Hierro se produjo bajo el agua, en 2011, y provocó terremotos y desprendimientos de tierra en todas las Islas Canarias. En lugar de cenizas, después de cada erupción se liberaban rocas flotantes, llamadas "restingolitas". [10] Después de la erupción de 2011, se encontraron fósiles de organismos marinos unicelulares en las restingolitas, verificando la teoría del origen de que el crecimiento de las Islas Canarias proviene de un único chorro flotante de magma del núcleo de la Tierra en lugar de grietas en el fondo del océano. Esto se refleja en la disminución de la edad de las islas de este a oeste desde Fuerteventura hasta El Hierro. [11] Hay alrededor de 60 volcanes en Etiopía, ubicada en el este de África. En el sur de Etiopía, la formación rocosa Omo Kibish está compuesta de capas de tefra y sedimentos. Dentro de estas capas se han descubierto varios fósiles. En 1967, Richard Leaky , un paleoantropólogo, descubrió 2 fósiles de Homo sapiens en la Formación Omo Kibish . Después de la datación por radiocarbono, se determinó que tenían 195 mil años. [12] Otros mamíferos descubiertos en la formación incluyen Hylochoerus meinertzhageni (cerdo del bosque) y Cephalophus (antílope). [13]
En Asia, varias erupciones volcánicas todavía hoy influyen en las culturas locales. En Corea del Norte, la montaña Paektu , un estratovolcán, entró en erupción por primera vez en el año 946 d.C. y es un lugar religioso para los lugareños. Su última erupción fue en 1903. En 2017, se descubrió nueva evidencia fósil que determinó la fecha de la primera erupción de la montaña Paektu, que había sido un misterio. Un equipo de científicos dirigido por el Dr. Clive Oppenheimer, vulcanólogo británico , descubrió un tronco de alerce incrustado dentro de la montaña Paektu. Después de la datación por radiocarbono, se determinó que el alerce tenía 264 años, lo que coincide con la erupción del año 946 d.C. Se están estudiando los anillos de sus árboles y se están haciendo muchos nuevos descubrimientos sobre Corea del Norte durante ese tiempo. [14]
En el noreste de China, una gran erupción volcánica a principios del Cretácico provocó la fosilización de todo un ecosistema conocido como Jehol Biota cuando poderosos flujos piroclásticos inundaron la zona. Los depósitos incluyen muchos fósiles perfectamente conservados de dinosaurios , aves , mamíferos , reptiles , peces , ranas , plantas e insectos . [15]
Los volcanes de Europa proporcionan información única sobre la historia de Italia . El Monte Vesubio , un estratovolcán, entró en erupción por última vez en marzo de 1944, situado en el sur de Italia. [16] En el año 79 d.C., el Monte Vesubio entró en erupción y cubrió la ciudad de Pompeya con lava fundida, cenizas, bloques volcánicos de piedra pómez y gases tóxicos. Toda la erupción duró de 12 a 18 horas. Posteriormente todo quedó perfectamente conservado y fosilizado por la ceniza volcánica y ha aportado valiosa información sobre la cultura romana . [17] Además, en Italia, el volcán Stromboli , un estratovolcán, entró en erupción por última vez en julio de 2019.
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Se han estudiado varias erupciones volcánicas en América del Norte . El 18 de mayo de 1980, el Monte St. Helens , un estratovolcán en el estado de Washington , entró en erupción, esparciendo quinientos millones de toneladas de ceniza de tefra por Washington, Oregón, Montana e Idaho , provocando terremotos , desprendimientos de rocas y megatsunami que alteraron gravemente la topografía de las zonas cercanas. [18] En el Parque Nacional de Yellowstone , las inundaciones relacionadas con la erupción provocaron que los árboles colapsaran y fueran arrastrados hasta el lecho de los lagos, donde se fosilizaron. Los bosques cercanos fueron inundados, eliminando cortezas, hojas y ramas de árboles. [19] En 2006, el volcán Agustín en Alaska entró en erupción generando terremotos, avalanchas y cenizas de tefra proyectadas a aproximadamente doscientos noventa kilómetros de distancia. Esta cúpula volcánica tiene más de cuarenta mil años y ha entrado en erupción 11 veces desde 1800. [20]
En América del Sur hay varios volcanes activos históricos. En el sur de Chile , el volcán Chaitén entró en erupción en 2011 añadiendo 160 metros a su borde. Las armas y herramientas prehistóricas, formadas a partir de bloques de tefra de obsidiana , datan de hace 5.610 años y fueron descubiertas a 400 kilómetros de distancia. [21] Debido a la ubicación de la zona de subducción de la Placa de Nazca en el Pacífico oriental, hay veintiún volcanes activos en el sur del Perú . [22] En 2006, los fósiles, encontrados bajo una capa de ceniza volcánica en Perú, fueron excavados por un equipo de paleontólogos dirigido por Mark D. Uhen, profesor de la Universidad George Mason. Los fósiles fueron identificados como 3 tipos diferentes de arqueocetos, ballenas prehistóricas, y tienen más de 36,61 millones de años, lo que, en 2011, los convierte en los fósiles de ballena más antiguos descubiertos. [23]
Medios relacionados con Tephra en Wikimedia Commons