La Caldera de Yellowstone , a veces denominada Supervolcán de Yellowstone , es una caldera volcánica y un supervolcán en el Parque Nacional de Yellowstone en el oeste de los Estados Unidos . La caldera y la mayor parte del parque se encuentran en la esquina noroeste de Wyoming . La caldera mide 70 por 45 kilómetros (43 por 28 millas) y las lavas postcaldera se derraman a una distancia significativa más allá de la caldera propiamente dicha. [4]
La caldera se formó durante la última de tres supererupciones en los últimos 2,1 millones de años: la erupción de Huckleberry Ridge hace 2,1 millones de años (que creó Island Park Caldera y Huckleberry Ridge Tuff ), la erupción de Mesa Falls hace 1,3 millones de años (que creó la Henry's Fork Caldera y Mesa Falls Tuff ), y la erupción de Lava Creek hace aproximadamente 640.000 años (que creó la Caldera de Yellowstone y Lava Creek Tuff ). [5]
La caldera era la más grande conocida hasta el descubrimiento de la Caldera Apolaki en 2019, que tiene más del doble de ancho. [6]
El vulcanismo en Yellowstone es relativamente reciente, con calderas creadas por grandes erupciones que tuvieron lugar hace 2,1 millones, 1,3 millones y 640.000 años. Las calderas se encuentran sobre el punto de acceso de Yellowstone , debajo de la meseta de Yellowstone , donde el magma (roca fundida) ligero y caliente del manto se eleva hacia la superficie. El punto de acceso parece moverse a través del terreno en dirección este-noreste y es responsable de la mitad oriental de la llanura del río Snake de Idaho , pero en realidad el punto de acceso es mucho más profundo que el terreno circundante y permanece estacionario mientras la Placa de América del Norte se mueve . oeste-suroeste sobre él. [7]
Durante los últimos 16,5 millones de años aproximadamente, este punto crítico ha generado una sucesión de erupciones explosivas e inundaciones menos violentas de lava basáltica . Juntas, estas erupciones han ayudado a crear la parte oriental de la llanura del río Snake (al oeste de Yellowstone) a partir de una región que alguna vez fue montañosa. [8] Al menos una docena de estas erupciones fueron tan masivas que se clasifican como supererupciones . Las erupciones volcánicas a veces vacían sus reservas de magma tan rápidamente que la tierra suprayacente colapsa en la cámara de magma vacía , formando una depresión geográfica llamada caldera. [9]
El remanente de caldera más antiguo identificado se extiende a ambos lados de la frontera cerca de McDermitt, Nevada-Oregón , aunque hay pilotes volcánicos y fallas arqueadas que definen complejos de calderas de más de 60 km (37 millas) de diámetro en el grupo Carmacks del centro-suroeste de Yukón , Canadá, que Se interpreta que se formó hace 70 millones de años en el punto de acceso de Yellowstone. [10] [11] Los restos de calderas progresivamente más jóvenes, la mayoría agrupados en varios campos volcánicos superpuestos , se extienden desde la frontera entre Nevada y Oregón a través de la llanura oriental del río Snake y terminan en la meseta de Yellowstone. Una de esas calderas, la caldera Bruneau-Jarbidge en el sur de Idaho , se formó hace entre 10 y 12 millones de años, y el evento arrojó cenizas a una profundidad de un pie (30 cm) a 1.000 millas (1.600 km) de distancia en el noreste de Nebraska y mató grandes manadas de rinocerontes , camellos y otros animales en el Parque Histórico Estatal Ashfall Fossil Beds . El Servicio Geológico de los Estados Unidos (USGS) estima que hay una o dos erupciones importantes que forman calderas y aproximadamente un centenar de erupciones que expulsan lava por millón de años, y "varias a muchas" erupciones de vapor por siglo. [12]
El término vagamente definido " supervolcán " se ha utilizado para describir campos volcánicos que producen erupciones volcánicas excepcionalmente grandes. Así definido, el Supervolcán de Yellowstone es el campo volcánico que produjo las tres últimas supererupciones del hotspot de Yellowstone; también produjo una erupción adicional más pequeña, creando así el Pulgar Oeste del lago Yellowstone [13] hace 174.000 años. Las tres supererupciones ocurrieron hace 2,1 millones, 1,3 millones y aproximadamente 640.000 años, formando las calderas Island Park Caldera , Henry's Fork Caldera y Yellowstone, respectivamente. [14] La supererupción de Island Park Caldera (hace 2,1 millones de años), que produjo Huckleberry Ridge Tuff , fue la más grande y produjo 2.500 veces más ceniza que la erupción del Monte St. Helens de 1980 . La siguiente supererupción más grande formó la Caldera de Yellowstone (hace 640.000 años) y produjo Lava Creek Tuff . La caldera Henry's Fork (hace 1,2 millones de años) produjo la más pequeña Mesa Falls Tuff , pero es la única caldera del hotspot de Snake River Plain-Yellowstone que es claramente visible hoy. [15]
Desde la última supererupción, se han producido erupciones de lava no explosivas y erupciones explosivas menos violentas en y cerca de la caldera de Yellowstone. [16] [17] El flujo de lava más reciente ocurrió hace unos 70.000 años, mientras que una violenta erupción excavó el West Thumb del lago Yellowstone hace 174.000 años. También se producen explosiones de vapor más pequeñas : una explosión hace 13.800 años dejó un cráter de 5 km (3,1 millas) de diámetro en Mary Bay, en el borde del lago Yellowstone (ubicado en el centro de la caldera). [18] [3] Actualmente, la actividad volcánica se exhibe a través de numerosos respiraderos geotérmicos dispersos por toda la región, incluido el famoso Old Faithful Geyser , además de la hinchazón del suelo registrada que indica una inflación continua de la cámara de magma subyacente. [ cita necesaria ]
Las erupciones volcánicas, así como la continua actividad geotérmica, son el resultado de una gran columna de magma ubicada debajo de la superficie de la caldera. El magma de esta columna contiene gases que se mantienen disueltos por la inmensa presión bajo la cual está contenido el magma. Si la presión se libera en un grado suficiente debido a algún cambio geológico, algunos de los gases burbujean y hacen que el magma se expanda. Esto puede provocar una reacción en cadena. Si la expansión produce un mayor alivio de la presión, por ejemplo, al expulsar el material de la corteza de la parte superior de la cámara, el resultado es una explosión de gas muy grande. [ cita necesaria ]
Según el análisis de los datos de terremotos de 2013, la cámara de magma tiene 80 km (50 millas) de largo y 20 km (12 millas) de ancho. También tiene un volumen subterráneo de 4.000 km3 ( 960 millas cúbicas), de los cuales entre el 6% y el 8% está lleno de roca fundida. Esto es aproximadamente 2,5 veces más grande de lo que los científicos habían imaginado anteriormente; sin embargo, los científicos creen que la proporción de roca fundida en la cámara es demasiado baja para permitir otra supererupción. [19] [20] [21]
En octubre de 2017, una investigación de la Universidad Estatal de Arizona indicó que antes de la última supererupción de Yellowstone, el magma ingresó a la cámara de magma en dos grandes afluencias. Un análisis de cristales de lava de Yellowstone mostró que antes de la última supererupción, la cámara de magma experimentó un rápido aumento de temperatura y un cambio de composición. El análisis indicó que el depósito de magma de Yellowstone puede alcanzar su capacidad eruptiva y desencadenar una supererupción en tan solo décadas, y no siglos como habían pensado originalmente los vulcanólogos. [22] [23]
Con respecto a ser "conocido por sus pasadas erupciones volcánicas explosivas y flujos de lava, así como por su sistema hidrotermal de clase mundial", la Unión Internacional de Ciencias Geológicas (IUGS) incluyó "El sistema volcánico e hidrotermal de Yellowstone" en su conjunto de 100 sitios del patrimonio geológico en todo el mundo en un listado publicado en octubre de 2022. La organización define un Sitio del Patrimonio Geológico IUGS como "un lugar clave con elementos y/o procesos geológicos de relevancia científica internacional, utilizado como referencia, y/o con un contribución sustancial al desarrollo de las ciencias geológicas a través de la historia". [24]
El origen del hotspot de Yellowstone es controvertido. Algunos geocientíficos plantean la hipótesis de que el punto caliente de Yellowstone es el efecto de una interacción entre las condiciones locales de la litosfera y la convección del manto superior . [25] [26] Otros sugieren un origen en el manto profundo ( penacho del manto ). [27] Parte de la controversia es la aparición relativamente repentina del punto caliente en el registro geológico. Además, los flujos de basalto de Columbia aparecieron aproximadamente al mismo tiempo en el mismo lugar, lo que generó especulaciones de que comparten un origen común. A medida que el punto crítico de Yellowstone se desplazaba hacia el este y el norte, la perturbación de Columbia se desplazaba hacia el norte y finalmente amainaba. [28]
En 2018 se propuso una teoría alternativa al modelo de pluma del manto. Se sugiere que el vulcanismo puede ser causado por afloramientos del manto inferior resultantes de fragmentos ricos en agua de la Placa Farallón que descienden de la región de subducción de Cascadia , cortados en una zona subducida. grieta en expansión. [29]
Otros sugieren que la pluma del manto no podría haber sido una fuerza dominante en el vulcanismo de Yellowstone debido al hundimiento de la placa Farallon, ya que actúa como un amortiguador que rompe la pluma. Cualquier calor de la columna que llegue a la superficie es limitado. [30] [31]
Las acciones volcánicas y tectónicas en la región provocan entre 1.000 y 2.000 terremotos mensurables al año. La mayoría son relativamente menores y miden una magnitud de 3 o menos. Ocasionalmente se detectan numerosos terremotos en un período de tiempo relativamente corto, evento conocido como enjambre sísmico . En 1985 se midieron más de 3.000 terremotos en un período de varios meses. Entre 1983 y 2008 se detectaron más de 70 enjambres más pequeños. El USGS afirma que estos enjambres probablemente sean causados por deslizamientos en fallas preexistentes más que por movimientos de magma o fluidos hidrotermales . [33] [34]
En diciembre de 2008, y hasta enero de 2009, se detectaron más de 500 terremotos bajo el extremo noroeste del lago Yellowstone durante un lapso de siete días, y el más grande registró una magnitud de 3,9. [35] [36] Otro enjambre comenzó en enero de 2010, después del terremoto de Haití y antes del terremoto de Chile . Con 1.620 pequeños terremotos entre el 17 de enero de 2010 y el 1 de febrero de 2010, este enjambre fue el segundo más grande jamás registrado en la Caldera de Yellowstone. El mayor de estos terremotos fue uno de magnitud 3,8 que ocurrió el 21 de enero de 2010. [34] [37] Este enjambre disminuyó a niveles de fondo el 21 de febrero. El 30 de marzo de 2014, a las 6:34 a.m. MST , un terremoto de magnitud 4,8 golpeó Yellowstone, el más grande registrado allí desde febrero de 1980. [38] En febrero de 2018, ocurrieron más de 300 terremotos, siendo el mayor uno de magnitud 2,9. [39]
La erupción de Lava Creek de la Caldera de Yellowstone, que ocurrió hace 640.000 años, [40] expulsó aproximadamente 1.000 kilómetros cúbicos (240 millas cúbicas) de roca, polvo y ceniza volcánica a la atmósfera. [3] Fue la tercera y más reciente erupción que formó una caldera en Yellowstone.
Los geólogos siguen de cerca la elevación de la meseta de Yellowstone , que ha aumentado a una velocidad de 150 milímetros (5,9 pulgadas) por año, como una medida indirecta de los cambios en la presión de la cámara de magma. [41] [42] [43]
El movimiento ascendente del fondo de la caldera de Yellowstone entre 2004 y 2008 (casi 75 milímetros (3,0 pulgadas) cada año) fue más de tres veces mayor que el jamás observado desde que comenzaron tales mediciones en 1923. [44] De 2004 a 2008, la superficie terrestre dentro de la caldera se movió hacia arriba hasta 8 pulgadas (20 cm) en la estación GPS de White Lake. [45] [46] En enero de 2010, el USGS declaró que "el levantamiento de la Caldera de Yellowstone se ha desacelerado significativamente" [47] y que el levantamiento continúa pero a un ritmo más lento. [48] Los científicos del USGS, la Universidad de Utah y el Servicio de Parques Nacionales del Observatorio del Volcán de Yellowstone sostienen que "no ven evidencia de que otra erupción cataclísmica de este tipo vaya a ocurrir en Yellowstone en el futuro previsible. Los intervalos de recurrencia de estos eventos no son regulares ni predecibles. " [3] Esta conclusión fue reiterada en diciembre de 2013 después de la publicación de un estudio realizado por científicos de la Universidad de Utah que encontraron que "el tamaño del cuerpo de magma debajo de Yellowstone es significativamente mayor de lo que se pensaba". El Observatorio del Volcán Yellowstone emitió un comunicado en su sitio web que decía:
Aunque fascinantes, los nuevos hallazgos no implican mayores riesgos geológicos en Yellowstone y ciertamente no aumentan las posibilidades de una "supererupción" en el futuro cercano. Al contrario de lo que algunos medios informan, Yellowstone no está "retrasado" para una supererupción. [49]
Los informes de los medios fueron más hiperbólicos en su cobertura. [50]
Un estudio publicado en GSA Today , la revista mensual de noticias y ciencia de la Sociedad Geológica de América , identificó tres zonas de falla donde es más probable que se centren futuras erupciones. [51] Dos de esas áreas están asociadas con flujos de lava de entre 174.000 y 70.000 años, y la tercera es un foco de sismicidad actual . [51]
En 2017, la NASA realizó un estudio para determinar la viabilidad de evitar que el volcán entrara en erupción. Los resultados sugirieron que enfriar la cámara de magma en un 35 por ciento sería suficiente para prevenir tal incidente. La NASA propuso introducir agua a alta presión a 10 kilómetros bajo tierra. El agua en circulación liberaría calor en la superficie, posiblemente de una manera que podría usarse como fuente de energía geotérmica . Si se promulga, el plan costaría alrededor de 3.460 millones de dólares. Brian Wilcox, del Jet Propulsion Laboratory, observa que un proyecto de este tipo podría provocar una erupción si se perfora la parte superior de la cámara. [52] [53]
Los estudios y análisis pueden indicar que el mayor peligro proviene de la actividad hidrotermal que ocurre independientemente de la actividad volcánica. [ cita necesaria ] Se han producido más de 20 grandes cráteres en los últimos 14.000 años, lo que dio como resultado características como Mary Bay, Turbid Lake y Indian Pond, que se creó en una erupción alrededor del 1300 a.C. [ cita necesaria ]
En un informe de 2003, investigadores del USGS propusieron que un terremoto pudo haber desplazado más de 77 millones de pies cúbicos (2.200.000 m 3 ; 580.000.000 gal EE.UU.) de agua en el lago Yellowstone, creando olas colosales que abrieron un sistema geotérmico cubierto y condujeron a la explosión hidrotermal. que formó Mary Bay. [54] [55]
Investigaciones adicionales muestran que terremotos muy distantes alcanzan y tienen efectos sobre las actividades en Yellowstone, como el terremoto de Landers de magnitud 7,3 en 1992 en el desierto de Mojave en California , que desencadenó un enjambre de terremotos a más de 800 millas (1.300 km) de distancia, y el 2002 Terremoto de magnitud 7,9 en la falla de Denali a 3200 km (2000 millas) de distancia en Alaska que alteró la actividad de muchos géiseres y fuentes termales durante varios meses después. [56]
En 2016, el USGS anunció planes para mapear los sistemas subterráneos responsables de alimentar la actividad hidrotermal de la zona. Según los investigadores, estos mapas podrían ayudar a predecir cuándo se producirá otra erupción. [57]
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{{cite journal}}: Citar diario requiere |journal=( ayuda )Una mirada científica popularizada al pasado geológico y al futuro potencial del área de Yellowstone.
Una novela que analiza una erupción en la caldera de Yellowstone escrita por un geólogo practicante de Wyoming . Contiene una gran cantidad de detalles técnicos sobre la geología del oeste de Wyoming.
Medios relacionados con la Caldera de Yellowstone en Wikimedia Commons