Revelando la actividad hidrotermal más profunda

Volcano Deep Undersea Illustration

Ilustración submarina profunda del volcán

Una investigación de la Universidad de Waseda ha descubierto que los pequeños volcanes en el fondo del océano contribuyen significativamente a los ciclos biogeoquímicos marinos, incluido el ciclo del carbono, debido a su liberación de CO2 y magma alcalino enriquecido con metano. El estudio de un pequeño volcán en la Fosa de Japón lo reveló como el sitio hidrotermal más profundo conocido, con óxidos de hierro y manganeso identificados como evidencia de actividad hidrotermal. Estos hallazgos resaltan la necesidad de un mayor estudio de estos volcanes submarinos.

Los investigadores revelan la actividad hidrotermal de los volcanes «pequeños puntos» utilizando muestras obtenidas a 5,7 km (3,5 millas) bajo el agua, la más profunda conocida hasta la fecha.

El vulcanismo submarino en la corteza terrestre son contribuyentes activos de muchos elementos diferentes al medio ambiente oceánico. Por lo tanto, juegan un papel importante en los ciclos biogeoquímicos y quimiosintéticos del océano. Aunque ha habido muchos estudios sobre los sistemas hidrotermales de alta temperatura en la dorsal oceánica, una serie de volcanes submarinos que trazan los bordes de las diferentes placas oceánicas, hay poca información sobre los sistemas hidrotermales de baja temperatura en otros volcanes, como volcanes “pequeños puntos”.

Los volcanes de punto pequeño son pequeños volcanes que se encuentran en todo el mundo, en regiones donde se flexionan las placas oceánicas. Estudios recientes en el este de la Fosa de Japón han encontrado que los volcanes de punto pequeño hacen erupción de magma alcalino que está enriquecido en dióxido de carbono (CO2). Estos volcanes también producen una roca volcánica llamada peperita que resulta del calentamiento de sedimentos ricos en agua, lo que implica la producción de fluidos hidrotermales y la metanogénesis. Por lo tanto, se sugiere que los volcanes de puntos pequeños pueden expulsar fluidos hidrotermales que contienen metano. Estos hallazgos indican la necesidad de una mejor comprensión de la actividad hidrotermal de los volcanes de pequeñas manchas para evaluar adecuadamente sus contribuciones al ciclo biogeoquímico marino.

Actividad hidrotermal de aguas profundas de los volcanes Petit-Spot

Los investigadores han analizado muestras de pequeños volcanes para confirmar su actividad hidrotermal y estimaron el proceso detrás de la actividad hidrotermal. Crédito: Keishiro Azami de la Universidad de Waseda

En un estudio reciente, un equipo de científicos, incluido el profesor asistente Keishiro Azami de la Universidad de Waseda, investigó los depósitos hidrotermales de un pequeño volcán en una profundidad de agua de 5,7 km (3,5 millas) en la Fosa de Japón en el oeste del Océano Pacífico Norte. «La actividad hidrotermal submarina que hemos descrito en nuestro artículo es la más profunda conocida hasta la fecha. Con base en nuestros hallazgos, hemos estimado aún más las interacciones hidrotermales que ocurren en los volcanes de punto pequeño”, explica Azami. El equipo de investigación también incluyó al Dr. Shiki Machida de la Institución de Tecnología de Chiba y el profesor asociado Naoto Hirano de la Universidad de Tohoku. El artículo se publicará hoy (1 de junio) en la revista Comunicaciones Tierra y Medio Ambiente.

Como parte de su estudio, el equipo analizó la composición química y mineralógica de muestras de dragado obtenidas del suelo oceánico cerca del volcán petit-spot. Descubrieron que las muestras estaban compuestas principalmente de óxidos de hierro (Fe) y manganeso (Mn), y que sus características se atribuían a un origen hidrotermal, es decir, los óxidos de Fe-Mn precipitaban directamente del fluido hidrotermal. Estos resultados indican que la actividad hidrotermal de petit-spot es la razón de la formación de estos óxidos y que el volcán de petit-spot es el sitio hidrotermal más profundo conocido hasta la fecha. Los investigadores también encontraron que las composiciones químicas y minerales de las muestras eran indicativas de actividad hidrotermal a baja temperatura.

Luego, los investigadores realizaron espectroscopia de fluorescencia de rayos X para identificar la distribución elemental de las secciones transversales de la muestra y realizaron un análisis de componentes independientes en los datos de distribución elemental para dilucidar el proceso de formación de estos óxidos de Fe-Mn. Sus hallazgos sugirieron que la formación de estos óxidos de Fe-Mn comienza cuando el magma de puntos pequeños produce un fluido hidrotermal a baja temperatura, que fluye hacia arriba a través de la columna de sedimentos y precipita los óxidos de Mn en la interfaz con el agua de mar. Esta capa de óxido de Mn, que contiene restos de silicato, luego crece hacia el lecho marino a medida que se deposita más óxido de Mn. Eventualmente, estos desechos se alteran. A continuación, los óxidos de Fe se depositan mediante la misma acción en la interfase entre el fluido hidrotermal a baja temperatura y los óxidos de Mn. Luego, un borde hidrogenético crece sobre estos depósitos en la superficie que está expuesta al agua de mar, después del cese de la actividad hidrotermal.

«Con base en investigaciones anteriores, podemos estimar que el fluido hidrotermal de los volcanes de pequeñas manchas se enriquece en CO2 y metano en comparación con el de la dorsal oceánica”, explica Azami. «Esto significa, a su vez, que las contribuciones elementales de la actividad hidrotermal de pequeños puntos en todo el mundo pueden tener implicaciones importantes para los ciclos biogeoquímicos globales, en particular el ciclo del carbono».

Estos hallazgos subrayan la presencia de actividad hidrotermal en placas oceánicas frías y antiguas y resaltan la necesidad de realizar más estudios sobre volcanes de pequeña mancha.

Referencia: “Óxidos de ferromanganeso hidrotermales alrededor de un pequeño volcán en una corteza oceánica vieja y fría” por Keishiro Azami, Shiki Machida, Naoto Hirano, Kentaro Nakamura, Kazutaka Yasukawa, Tetsu Kogiso, Masao Nakanishi y Yasuhiro Kato, 1 de junio de 2023, Comunicaciones Tierra y Medio Ambiente.
DOI: 10.1038/s43247-023-00832-3

Deja una respuesta

Tu dirección de correo electrónico no será publicada. Los campos obligatorios están marcados con *