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 están ubicados en la esquina noroeste del estado de Wyoming . La caldera mide 43 por 28 millas (70 por 45 kilómetros), y las lavas postcaldera se derraman 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 la caldera de Island Park y la toba de Huckleberry Ridge ), la erupción de Mesa Falls hace 1,3 millones de años (que creó la caldera de Henry's Fork y la toba de Mesa Falls ) y la erupción de Lava Creek hace aproximadamente 640.000 años (que creó la caldera de Yellowstone y la toba de Lava Creek ). [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 caliente de Yellowstone , debajo de la meseta de Yellowstone , donde el magma ligero y caliente (roca fundida) del manto sube hacia la superficie. El punto caliente 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 de hecho el punto caliente es mucho más profundo que el terreno circundante y permanece estacionario mientras la placa norteamericana se mueve de oeste a suroeste sobre él. [7]
Durante los últimos 16,5 millones de años, aproximadamente, este punto caliente ha generado una sucesión de erupciones explosivas e inundaciones menos violentas de lava basáltica . En conjunto, 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 se derrumba 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 pilas volcaniclásticas y fallas arqueadas que definen complejos de calderas de más de 60 km (37 mi) de diámetro en el Grupo Carmacks del suroeste-centro de Yukón , Canadá, que se interpreta que se formaron hace 70 millones de años por el punto caliente de Yellowstone. [10] [11] Unidades volcánicas progresivamente más jóvenes, la mayoría agrupadas 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. Uno de estos campos, el campo volcánico 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 1.600 kilómetros (1.000 millas) 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 un centenar de erupciones que extruyen 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 últimas tres supererupciones del punto caliente de Yellowstone; también produjo una erupción más pequeña adicional, creando así el West Thumb 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 la caldera de Island Park , la caldera de Henry's Fork y las calderas de Yellowstone, respectivamente. [14] La supererupción de la caldera de Island Park (hace 2,1 millones de años), que produjo la toba Huckleberry Ridge , 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 la toba de Lava Creek . La caldera de Henry's Fork (hace 1,2 millones de años) produjo la toba de Mesa Falls , más pequeña , pero es la única caldera del punto caliente de la llanura del río Snake y Yellowstone que es claramente visible en la actualidad. [15]
Desde la última supererupción se han producido erupciones de lava no explosivas y erupciones explosivas menos violentas en la caldera de Yellowstone y sus alrededores. [16] [17] El flujo de lava más reciente se produjo hace unos 70.000 años, mientras que una erupción violenta 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 mi) 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 manifiesta a través de numerosos respiraderos geotérmicos dispersos por toda la región, incluido el famoso géiser Old Faithful , además de un hinchamiento del suelo registrado que indica una inflación en curso de la cámara de magma subyacente. [ cita requerida ]
Las erupciones volcánicas, así como la actividad geotérmica continua, son 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 debido a la inmensa presión a la que se encuentra contenido. Si la presión se libera en un grado suficiente debido a algún cambio geológico, algunos de los gases salen en forma de burbujas y hacen que el magma se expanda. Esto puede causar una reacción en cadena. Si la expansión da como resultado un mayor alivio de la presión, por ejemplo, al expulsar material de la corteza de la parte superior de la cámara, el resultado es una gran explosión de gas. [ cita requerida ]
Según el análisis de los datos del terremoto de 2013, la cámara de magma tiene 80 km de largo y 20 km de ancho. También tiene un volumen subterráneo de 4000 km3 , 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 entró en la cámara magmática en dos grandes flujos. Un análisis de los cristales de la lava de Yellowstone mostró que antes de la última supererupción, la cámara magmática 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 unas décadas, no en siglos como los vulcanólogos habían pensado originalmente. [22] [23]
En relación con su "reconocimiento por sus erupciones volcánicas explosivas y flujos de lava del pasado, 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 de patrimonio geológico en todo el mundo en una lista publicada en octubre de 2022. La organización define un sitio de patrimonio geológico de la IUGS como "un lugar clave con elementos y/o procesos geológicos de relevancia científica internacional, utilizados como referencia, y/o con una contribución sustancial al desarrollo de las ciencias geológicas a lo largo de la historia". [24]
El origen del punto caliente 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 en la litosfera y la convección del manto superior . [25] [26] Otros sugieren un origen en el manto profundo ( pluma 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 provocó la especulación de que comparten un origen común. A medida que el punto caliente de Yellowstone se desplazó hacia el este y el norte, la perturbación de Columbia se movió hacia el norte y finalmente se calmó. [28]
En 2018 se propuso una teoría alternativa al modelo de la 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 de Farallón que descienden de la región de subducción de Cascadia , cortados en una grieta de expansión subducida. [29]
Otros sugieren que la columna del manto no podría haber sido una fuerza dominante en el vulcanismo de Yellowstone debido al hundimiento de la placa Farallón, ya que actúa como un amortiguador que rompe la columna. El calor de la columna que llega a la superficie es limitado. [30] [31]
Las acciones volcánicas y tectónicas en la región causan entre 1.000 y 2.000 terremotos mensurables al año. La mayoría son relativamente menores, de magnitud 3 o inferior. Ocasionalmente, se detectan numerosos terremotos en un período de tiempo relativamente corto, un evento conocido como enjambre de terremotos . En 1985, se midieron más de 3.000 terremotos en un período de varios meses. Se detectaron más de 70 enjambres más pequeños entre 1983 y 2008. El USGS afirma que es probable que estos enjambres sean causados por deslizamientos en fallas preexistentes en lugar de por movimientos de magma o fluidos hidrotermales . [33] [34]
En diciembre de 2008 y hasta enero de 2009, se detectaron más de 500 terremotos en el extremo noroeste del lago Yellowstone en un lapso de siete días, y el mayor de ellos tuvo 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 de magnitud 3,8 y 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 AM 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 más grande 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 vigilan de cerca la elevación de la meseta de Yellowstone , que ha estado aumentando tan rápido como 150 milímetros (5,9 pulgadas) por año, como una medición 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 observado nunca desde que comenzaron dichas 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 "la elevación de la caldera de Yellowstone se ha ralentizado significativamente" [47] y que la elevación continúa, pero a un ritmo más lento. [48] Los científicos del USGS, la Universidad de Utah y el Servicio de Parques Nacionales con el Observatorio del Volcán de Yellowstone sostienen que "no ven evidencia de que otra erupción cataclísmica de este tipo ocurra en Yellowstone en el futuro previsible. Los intervalos de recurrencia de estos eventos no son regulares ni predecibles". [3] Esta conclusión se reiteró en diciembre de 2013 tras la publicación de un estudio realizado por científicos de la Universidad de Utah que concluyó que "el tamaño del cuerpo de magma debajo de Yellowstone es significativamente mayor de lo que se creía". El Observatorio del Volcán de Yellowstone publicó un comunicado en su sitio web en el que afirmaba:
Aunque fascinantes, los nuevos hallazgos no implican un aumento de los riesgos geológicos en Yellowstone y, ciertamente, no aumentan las posibilidades de una "supererupción" en el futuro cercano. Contrariamente a algunos informes de los medios de comunicación, Yellowstone no está "demasiado lejos" de sufrir una supererupción. [49]
Los informes de los medios de comunicación 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 fallas donde es más probable que se centren las erupciones futuras. [51] Dos de esas áreas están asociadas con flujos de lava de hace 174.000 a 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 la erupción del volcán. Los resultados sugirieron que enfriar la cámara de magma en un 35 por ciento sería suficiente para prevenir un incidente de ese tipo. La NASA propuso introducir agua a alta presión a 10 kilómetros bajo tierra. El agua circulante liberaría calor en la superficie, posiblemente de una manera que podría usarse como fuente de energía geotérmica . De implementarse, el plan costaría alrededor de 3.460 millones de dólares. Brian Wilcox, del Laboratorio de Propulsión a Chorro, observa que un proyecto de ese tipo podría desencadenar accidentalmente 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 requerida ] Se han producido más de 20 cráteres grandes en los últimos 14.000 años, lo que dio lugar a características como Mary Bay, Turbid Lake y Indian Pond, que se creó en una erupción alrededor de 1300 a. C. [ cita requerida ]
En un informe de 2003, los investigadores del USGS propusieron que un terremoto podría haber desplazado más de 77 millones de pies cúbicos (2.200.000 m3 ; 580.000.000 galones estadounidenses) de agua en el lago Yellowstone, creando olas colosales que abrieron un sistema geotérmico tapado y condujeron a la explosión hidrotérmica que formó la bahía Mary. [54] [55]
Investigaciones posteriores muestran que terremotos muy distantes alcanzan y tienen efectos sobre las actividades en Yellowstone, como el terremoto de Landers de magnitud 7,3 de 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 terremoto de falla de Denali de magnitud 7,9 de 2002 a 2.000 millas (3.200 km) de distancia en Alaska, que alteró la actividad de muchos géiseres y fuentes termales durante varios meses después. [56]
En 2016, el Servicio Geológico de los Estados Unidos anunció planes para cartografiar los sistemas subterráneos responsables de alimentar la actividad hidrotermal de la zona. Según los investigadores, estos mapas podrían ayudar a predecir cuándo ocurrirá otra erupción. [57]
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 en ejercicio 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
