Las explosiones hidrotermales se producen 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 contiene. El agua hirviendo, el vapor, el lodo y los fragmentos de roca son expulsados sobre un área de 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 la circulación de agua meteórica o mezclas de agua meteórica y magmática en lugar de mediante magma , como ocurre en las erupciones volcánicas . La energía se almacena como calor en agua caliente y roca 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 se expulsan rocas y lodo junto con el agua y el vapor. [1]
Las explosiones hidrotermales se producen cuando depósitos interconectados de agua poco profundos a temperaturas de hasta 250 °C se encuentran debajo de campos termales. El agua normalmente hierve a 100 °C, pero bajo presión su punto de ebullición aumenta, lo que hace 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 restos de roca. [2] Durante la última Edad de 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 fracturación hidráulica . [4]
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El Parque Nacional de Yellowstone es un área de actividad térmica con un extenso sistema de fuentes termales, fumarolas , géiseres y pozos de lodo . También hay varios cráteres de explosión hidrotermal, que no deben confundirse con calderas , que son formaciones de colapso. Ocho de estos cráteres de explosión hidrotermal se encuentran en depósitos glaciares cementados hidrotermalmente, y dos están en tobas 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 de la región. De ser así, el flujo de calor medio suministrado por las corrientes de convección es 30 veces mayor que en cualquier lugar de las Montañas Rocosas . La nieve derretida y las precipitaciones se filtran en el suelo a un ritmo rápido y pueden conducir suficiente calor para elevar la temperatura del agua subterránea hasta casi hervir.
Los fenómenos de las cuencas de géiseres son el producto de la elevación de aguas subterráneas calientes cerca de la superficie y ocasionalmente burbujeando a través de ellas. Se han registrado temperaturas del agua de 238 °C a 332 metros en la cuenca de géiseres Norris . [5] La cuenca Pocket era originalmente un lago con una represa de hielo sobre un sistema hidrotermal. El derretimiento del hielo durante el último período glacial provocó que el lago se secase rápidamente, lo que provocó un cambio repentino en la presión que desencadenó una explosión hidrotermal masiva. [1]
Una explosión hidrotermal es similar a la erupción de un géiser excepto que incluye roca 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. En raras ocasiones, 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 se han registrado estos eventos colosales en numerosas ocasiones y se ha descubierto que han creado nuevas colinas y han dado forma a partes del paisaje.
La mayor explosión hidrotermal jamás documentada se produjo cerca del borde norte del lago Yellowstone , en un terraplén conocido comúnmente como "Mary Bay". Actualmente, consta de un cráter de 2,5 kilómetros 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 un corto período de tiempo. Aún no se ha establecido con claridad qué desencadenó esta serie de acontecimientos, pero los vulcanólogos creen que un gran terremoto podría haber desempeñado 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 podrían 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. Por lo general, 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 nunca el magma ha atravesado la frágil corteza del parque de Yellowstone ni ha alterado el movimiento del magma en el depósito debajo de Yellowstone.
Desde la apertura del Parque Nacional de Yellowstone se han registrado varias pequeñas explosiones hidrotermales. Durante la década de 1880, el géiser Excelsior en la cuenca del géiser Midway era conocido por sus importantes explosiones hidrotermales. [7] Otras explosiones se han relacionado con eventos sísmicos, como durante el terremoto del lago Hebgen de 1959 , [8] mientras que otras están relacionadas con cambios en las tuberías debajo de los géiseres o las fuentes termales, como la explosión de 1989 en el géiser Porkchop en la cuenca del géiser Norris . [9] Casi todos los años se producen pequeñas erupciones hidrotermales, [10] aunque muchas ocurren en el interior de Yellowstone. [7]
El 23 de julio de 2024, varios turistas que venían de las aguas termales de Black Diamond Pool en Biscuit Basin presenciaron una pequeña explosión hidrotermal . [11] La explosión, probablemente causada por un cambio en la plomería debajo de las aguas termales, lanzó una columna de agua y fragmentos de roca de 400 a 600 pies (120 a 180 m) al aire. [12] Aunque no hubo heridos, la explosión obligó al cierre de Biscuit Basin por el resto de la temporada 2024. [7]