Una secuencia de señales precede a la aparición de un volcán submarino

Procesos profundos dentro de la Tierra antes y durante la formación de un nuevo volcán submarino en el Índico han sido asociados a una secuencia de señales procedentes del manto terreste.

Es como si los investigadores hubieran descifrado un nuevo tipo de señal del interior de la Tierra que indica un movimiento dramático de rocas fundidas antes de la erupción, según un comunicado del Centro de Investigación de Geociencias de Alemania (GFZ), que lideró la investigación.

Con sus métodos sismológicos especialmente desarrollados, los investigadores están reconstruyendo el vaciado parcial de uno de los depósitos de magma activos más profundos y más grandes jamás descubiertos en el manto superior. El estudio fue publicado en la revista Nature Geoscience.

Desde mayo de 2018, se ha registrado una secuencia inusual de terremotos frente a la costa de la isla de Mayotte en el archipiélago de las Comoras entre África y Madagascar. La actividad sísmica comenzó con un enjambre de miles de terremotos 'aparentemente tectónicos', que culminaron en un terremoto de magnitud 5.9 en mayo de 2018.

Sin embargo, principalmente desde junio de 2018, ha surgido una forma completamente nueva de señal de terremoto que fue tan fuerte que podría ser grabado hasta a mil kilómetros de distancia. Estas señales largas de 20 a 30 minutos se caracterizan por frecuencias particularmente armónicas, bajas, casi monocromáticas, similares a una campana grande o un contrabajo, y se llaman señales de período muy largo (VLP).

Aunque el centro de la actividad sísmica se encontraba a casi 35 kilómetros de la costa este de la isla, un movimiento continuo de descenso y hacia el este de la superficie de la tierra en Mayotte había comenzado al mismo tiempo que comenzaban los enjambres masivos de eventos VLP, acumulándose a casi 20 centímetros hasta la fecha.

Aunque no hubo evidencia de actividad volcánica anterior en el epicentro de la actividad sísmica, los científicos de GFZ sospecharon procesos magmáticos desde el principio, ya que los enjambres de terremotos en la corteza terrestre superior a menudo surgen como reacción al aumento de magma y VLP en años anteriores se asociaron con el colapso de grandes volcanes de caldera.

El contenido de frecuencia especial de las señales VLP es causado por la oscilación de resonancia de la cámara de magma enterrada. Cuanto más profundas son las vibraciones, más grande es el depósito de magma. Sin embargo, los enjambres de terremotos debajo del fondo del océano fueron mucho más profundos que con otros volcanes y los tonos de resonancia de los VLP fueron inusualmente bajos y fuertes.

Un equipo internacional dirigido por la científica del GFZ Simone Cesca analizó datos sismológicos y geodésicos de la región para estudiar estas observaciones y su evolución a lo largo del tiempo. Sin embargo, las investigaciones fueron complicadas por el hecho de que no había una red sísmica en el fondo del océano y, por lo tanto, solo las mediciones estaban disponibles a grandes distancias en Mayotte, Madagascar y África.

"Tratamos de mejorar la situación inicial desfavorable mediante el desarrollo de nuevos métodos analíticos especiales, como los métodos de haz direccional y de clúster", dice Cesca.

El equipo identificó diferentes fases de actividad dentro de la secuencia de eventos desde mayo de 2018 hasta hoy. La fase de enjambre inicial indicó un rápido movimiento ascendente de magma desde un depósito de manto profundo a más de 30 kilómetros por debajo de la superficie de la Tierra.

Una vez que se formó un canal abierto desde el manto de la Tierra hasta el fondo del mar, el magma comenzó a fluir sin obstáculos y a formar un nuevo volcán submarino. Una campaña oceanográfica francesa confirmó recientemente la formación del volcán submarino, cuya ubicación coincide con el aumento del magma reconstruido.

En esta fase, la actividad aparente del terremoto tectónico disminuyó nuevamente, mientras que comenzó la bajada del suelo en la isla de Mayotte. Asimismo, se iniciaron señales VLP monofrecuencia de larga duración.

"Interpretamos esto como un signo del colapso de la profunda cámara de magma frente a la costa de Mayotte", explica Eleonora Rivalta, coautora del equipo científico. "Es el depósito de magma más profundo, de unos 30 kilómetros y el más grande en el manto superior, más de 3,4 kilómetros cúbicos, hasta la fecha, que comienza a vaciarse abruptamente".

"Dado que el lecho marino se encuentra a tres kilómetros debajo de la superficie del agua, casi nadie notó la enorme erupción. Sin embargo, todavía hay posibles peligros para la isla de Mayotte hoy, ya que la corteza terrestre sobre el depósito profundo podría continuar colapsando, provocando terremotos más fuertes, "dice Torsten Dahm, Jefe de la sección Física de terremotos y volcanes en el GFZ.