Las explosiones hidrotermales ocurren cuando el agua sobrecalentada atrapada debajo de la superficie de la Tierra se convierte rápidamente de líquido a vapor, rompiendo violentamente la roca que la confina. Se expulsan agua hirviendo, vapor, barro y fragmentos de roca sobre un área que va desde unos pocos metros hasta varios kilómetros de diámetro. Aunque la energía proviene originalmente de una fuente ígnea profunda , esta energía se transfiere a la superficie mediante agua meteórica en circulación o mezclas de agua meteórica y magmática en lugar de mediante magma , como ocurre en las erupciones volcánicas . La energía se almacena en forma de calor en agua caliente y rocas a unos pocos cientos de pies de la superficie.
Las explosiones hidrotermales son causadas por el mismo mecanismo de inestabilidad y reacción en cadena que los géiseres, pero son tan violentas que expulsan rocas y barro junto con agua y vapor. [1]
Las explosiones hidrotermales ocurren donde depósitos de agua poco profundos interconectados a temperaturas de hasta 250 °C subyacen a campos térmicos. El agua suele hervir a 100 °C, pero bajo presión su punto de ebullición aumenta, provocando que el agua se sobrecaliente . Una reducción repentina de la presión provoca una rápida transición de fase de líquido a vapor, lo que resulta en una explosión de agua y escombros de roca. [2] Durante la última Edad del Hielo , muchas explosiones hidrotermales fueron provocadas por la liberación de presión a medida que los glaciares retrocedían. [3] Otras causas son la actividad sísmica , la erosión o la fractura hidráulica . [4]
El Parque Nacional de Yellowstone es un área térmicamente activa con un extenso sistema de aguas termales, fumarolas , géiseres y ollas de barro . También hay varios cráteres de explosión hidrotermal, que no deben confundirse con calderas , que son elementos de colapso. Ocho de estos cráteres de explosión hidrotermal se encuentran en depósitos glaciales cementados hidrotermalmente y dos en toba de flujo de cenizas del Pleistoceno . [1] Cada uno está rodeado por un borde compuesto de escombros derivados del cráter, de 30 a 100 pies de altura. [3]
En Yellowstone se han producido más de 20 grandes explosiones hidrotermales, aproximadamente una cada 700 años. [2] Se cree que la temperatura del depósito de magma debajo de Yellowstone supera los 800 °C, lo que provoca el calentamiento de las rocas en la región. Si es así, el flujo de calor promedio suministrado por las corrientes de convección es 30 veces mayor que en cualquier lugar de las Montañas Rocosas . El deshielo y la lluvia se filtran en el suelo a un ritmo rápido y pueden conducir suficiente calor para elevar la temperatura del agua subterránea hasta casi hervir.
El fenómeno de las cuencas de géiseres es producto del agua subterránea caliente que se eleva cerca de la superficie y ocasionalmente burbujea. En Norris Geyser Basin se han registrado temperaturas del agua de 238 °C a 332 metros . [5] Pocket Basin era originalmente un lago represado por hielo sobre un sistema hidrotermal. El derretimiento del hielo durante el último período glacial provocó que el lago se drenara rápidamente, lo que provocó un cambio repentino de presión que provocó una explosión hidrotermal masiva. [1]
Una explosión hidrotermal es similar a la erupción de un géiser, excepto que incluye rocas y lodo circundantes y no ocurre periódicamente. [6]
Un géiser hidrotermal muy conocido es Old Faithful, que arroja columnas de vapor y agua aproximadamente cada hora y media en promedio. Rara vez una explosión de vapor ha arrojado violentamente agua y rocas a miles de pies sobre el suelo; sin embargo, en la historia geológica de Yellowstone, estos eventos colosales se han registrado en numerosas ocasiones y se ha descubierto que crearon nuevas colinas y dieron forma a partes del paisaje.
La mayor explosión hidrotermal jamás documentada se ubicó cerca del borde norte del lago Yellowstone , en un terraplén comúnmente conocido como "Mary Bay". Ahora consta de un cráter de 1,5 millas y se formó hace relativamente poco tiempo, hace aproximadamente 13.800 años. Se cree que este cráter se formó por una secuencia de varias explosiones hidrotermales en poco tiempo. Aún no se ha establecido claramente qué desencadenó esta serie de eventos, pero los vulcanólogos creen que un gran terremoto podría haber jugado un papel al acelerar el derretimiento de los glaciares cercanos y, por lo tanto, despresurizar el sistema hidrotermal. Alternativamente, los cambios rápidos en el nivel del lago Yellowstone pueden haber sido los responsables.
La mayoría de las grandes explosiones hidrotermales recientes de Yellowstone han sido consecuencia de cambios repentinos de presión en las profundidades del sistema hidrotermal. Generalmente, estas explosiones más grandes han creado cráteres en un patrón norte-sur (entre Norris y Mammoth Hot Springs ). Se estima que todos los cráteres hidrotermales conocidos se crearon hace entre 14.000 y 3.000 años. Los vulcanólogos creen que ningún magma ha atravesado jamás la frágil corteza del Parque Yellowstone ni ha provocado el movimiento de magma en el depósito debajo de Yellowstone.