Los sedimentos del fondo marino revelan una erupción volcánica previamente desconocida hace 520.000 años en el sur del Mar Egeo

«¡Núcleo en cubierta!»

Durante dos meses, cada vez que escuchaba ese grito, corría a la cubierta del JOYDS Resolución para ver a la tripulación arrastrar un tubo cilíndrico de 30 pies (10 metros) lleno de capas de rocas y sedimentos excavados en el fondo marino debajo de nuestro barco.

En el invierno de 2022, pasé dos meses navegando en el sur del Mar Egeo a bordo del barco JOIDES Resolución del Programa Internacional de Descubrimiento Oceánico como parte de la Expedición IODP 398. Mis compañeros geólogos y yo utilizamos este antiguo barco de exploración petrolera para perforar profundamente en el fondo marino y Descubra la historia volcánica del área frente a la costa de Santorini, Grecia.

Como un científico que Estudia la química de las rocas volcánicas.Utilizo mi experiencia para vincular los depósitos volcánicos con la erupción que los causó y para comprender las condiciones que encontró el magma en las profundidades del volcán y durante la erupción.

Las operaciones de perforación realizadas por nuestra misión en el fondo del mar revelaron… Una erupción volcánica enorme pero hasta ahora desconocida Lo cual sucedió hace más de 500 mil años. Este descubrimiento amplía nuestra comprensión de la actividad volcánica en la serie de volcanes que forman Arco volcánico en el sur del Mar Egeolo que permitirá un análisis más preciso de los riesgos en este ámbito.

Construyendo una historia volcánica más completa

Los arqueólogos han estado fascinados durante mucho tiempo por la erupción de Santorini a finales de la Edad del Bronce, alrededor del 1600 a.C. Esta erupción está relacionada con el declive de la antigua civilización griega. civilización minoica En la cercana isla de Creta. Los geólogos también tienen un gran interés en la región, debido a la fluctuación de la actividad volcánica y sísmica en esta región, que incluye aprox. 15.000 personas Y atrae a su alrededor 2 millones de turistas cada año.

Aunque existe importante documentación sobre el terreno sobre el volcán Santorini, los científicos se dan cuenta de que este registro está incompleto. En la Tierra, la erosión, la vegetación y otros eventos volcánicos a menudo cubren u oscurecen los depósitos volcánicos antiguos, lo que resulta en una historia fragmentada. La perforación en aguas profundas habilitada por el Programa de Resolución IODP JOIDES brinda a los investigadores acceso a un registro geológico rara vez conservado en la Tierra.

Después de una erupción volcánica, el material volcánico (trozos de roca y ceniza formados durante la erupción) se precipita a través de la columna de agua para acumularse en el fondo del mar. Allí caen constantemente arcilla y materiales biológicos, como caparazones de pequeños organismos marinos, cubriendo depósitos de roca volcánica. Este proceso preserva un registro de erupciones individuales como una sola capa. Las capas se acumulan con el tiempo, y cada evento volcánico sucesivo crea un registro cronológico casi continuo de la historia volcánica de la región.

La misión de la expedición 398 era acceder a este registro de aguas profundas para poder documentar la amplia historia de las erupciones volcánicas en cada zona de actividad volcánica concentrada.

Misión OIDP No. 398

La Expedición No. 398 del IODP recolectó muestras de cráteres para comprender mejor la historia volcánica y el período de recurrencia de los volcanes Santorini, Christiana y Colombo en esta región. El equipo de JOIDES Resolution perforó 12 sitios hasta una profundidad máxima de 900 metros (2950 pies) debajo del fondo marino. Recuperamos más de 11.000 pies (3.356 m) de muestras totales en 780 muestras.

Mientras los técnicos cortan el núcleo en secciones de 1,5 metros (4 1/2 pies) de largo cada una, los científicos se reúnen para ver qué material se ha recuperado. Después de llevar el núcleo a la presión superficial, el equipo lo divide longitudinalmente, lo fotografía y lo analiza para determinar sus propiedades físicas, como la susceptibilidad magnética y la descripción del material. Los descriptores de núcleos miden y registran la composición geológica de cada unidad de roca ubicada dentro del núcleo.

Como jefe del laboratorio de geoquímica, tomé pequeñas muestras de múltiples capas de roca volcánica y ceniza para disolverlas en solución y analizarlas para determinar la composición de oligoelementos. Durante una erupción volcánica, el magma cristaliza y se mezcla con los elementos del agua y las rocas con las que entra en contacto. Los cambios químicos resultantes en el magma son exclusivos de las condiciones de esa erupción en particular. Entonces, una vez que pude descubrir la composición química de las muestras de sedimentos, pude determinar su origen volcánico.

Nuestro descubrimiento: la toba de Archeus

Durante la expedición, nuestro grupo de investigadores descubrió una gruesa capa de piedra pómez blanca en múltiples lugares, en varias cuencas diferentes. Bioestratigrafía La edad de cada aparición de la capa se ha dado en la misma edad: hace entre 510.000 y 530.000 años. Las correlaciones geoquímicas indican que la composición también fue similar en todos los pozos de perforación.

Encontrar la misma capa en estas cuencas permite a nuestro equipo de investigación modelar cuán masiva la causó la erupción. Utilizamos datos sísmicos recopilados durante la expedición para determinar que el volumen total de depósitos volcánicos es de aproximadamente 21 millas cúbicas (90 kilómetros cúbicos), con espesores de hasta 490 pies (150 metros) en algunos lugares. Además, determinamos que esta capa de roca volcánica se extendía sobre 3.000 kilómetros cuadrados (1.100 millas cuadradas) de esta región en el sur del Mar Egeo.

Nuestro equipo llamó a este depósito Archaeos Tuff, que se deriva de la palabra griega arqueas El origen de la roca se remonta a Grecia, además del hecho de que era mucho más antigua que gran parte de la actividad volcánica que conocemos en la Tierra.

A partir de las características de la toba de Arceus podemos entender la naturaleza de la erupción volcánica que la formó. Su espesor y distribución en una amplia zona indican que la toba de Archeus fue el resultado de una única erupción volcánica de alta intensidad. Las numerosas vesículas, o pequeños agujeros, en la roca indican que se liberó una gran cantidad de gas al mismo tiempo que el magma líquido. Estas pequeñas burbujas de gas pintan la imagen de una poderosa erupción volcánica en la que se liberó una gran cantidad de gas volátil a gran velocidad.

Pero a pesar de su aparente tamaño y ferocidad, esta erupción no estuvo asociada con ningún depósito terrestre conocido previamente ni con grandes erupciones volcánicas. La relativa falta de material en tierra indica una erupción principalmente submarina. Una vez que supimos lo que estábamos buscando, nuestro equipo pudo hacer coincidir nuestra capa de sedimento volcánico profundo recién descubierta con algunos depósitos terrestres pequeños, previamente no asociados, en las islas de Santorini, Christiana y Anafi. La presencia de estos depósitos indica que se produjo alguna ruptura en la superficie del mar durante la erupción, lo que nuevamente es consistente con nuestra imagen de una erupción activa.

Otro estudio de la composición y edad de las rocas de toba arqueológicas confirmó la naturaleza única de los depósitos de roca dejados por esta explosión. Según los datos que recopilamos, nuestro equipo cree que las rocas de toba arqueológicas son el resultado de una erupción volcánica seis veces mayor que una erupción de la Edad del Bronce minoica, dejando depósitos de roca 30 veces más gruesos. La presencia de depósitos volcánicos tan masivos nos dice que el arco volcánico del sur del Egeo es más capaz de producir grandes erupciones volcánicas submarinas de lo que los científicos pensaban anteriormente.

La identificación del sitio arqueológico de Tuff amplía nuestro conocimiento de los procesos volcánicos en el sur del Egeo. Sugiere que existe una mayor propensión a la actividad volcánica marina peligrosa de lo que se pensaba anteriormente, y que los funcionarios deben reevaluar los riesgos volcánicos para las poblaciones circundantes.