Mighty Little Volcanoes: Revelando la Actividad Hidrotermal más Profunda
La Universidad de Waseda ha descubierto que los volcanes petit-spot en el fondo del océano contribuyen significativamente a los ciclos biogeoquímicos marinos, incluido el ciclo del carbono, debido a su liberación de magma alcalino enriquecido con CO2 y metano. El estudio de un volcán petit-spot en la fosa de Japón reveló que era el sitio hidrotermal más profundo conocido, con óxidos de hierro y manganeso identificados como evidencia de actividad hidrotermal. Estos hallazgos destacan la necesidad de estudiar más a fondo estos volcanes submarinos.
Los investigadores revelan la actividad hidrotermal de los volcanes "petit-spot" utilizando muestras obtenidas a 5,7 km (3,5 millas) bajo el agua, lo más profundo conocido hasta la fecha.
El volcanismo submarino en la corteza terrestre es un contribuyente activo de muchos elementos diferentes al medio ambiente oceánico. Por lo tanto, desempeñan un papel importante en los ciclos biogeoquímicos y quimiosintéticos del océano. Aunque ha habido muchos estudios sobre sistemas hidrotermales de alta temperatura en la cresta de la mitad del océano, una serie de volcanes submarinos que rastrean los bordes de las diferentes placas oceánicas, hay poca información sobre sistemas hidrotermales de baja temperatura en otros volcanes, como los volcanes "petit-spot".
Los volcanes petit-spot son pequeños volcanes que se encuentran en todo el mundo, en regiones donde las placas oceánicas se flexionan. Estudios recientes en el este de la fosa de Japón han descubierto que los volcanes petit-spot erupcionan magma alcalino 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 petit-spot pueden ventilar fluidos hidrotermales que contienen metano. Estos hallazgos indican la necesidad de una mejor comprensión de la actividad hidrotermal de los volcanes petit-spot para evaluar adecuadamente sus contribuciones al ciclo biogeoquímico marino.
Los investigadores han analizado muestras de volcanes petit-spot para confirmar su actividad hidrotermal y estimar 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 depósitos hidrotermales de un volcán petit-spot a una profundidad de 5,7 km (3,5 millas) en la fosa de Japón, en el oeste del Océano Pacífico Norte. "La actividad hidrotermal submarina que describimos en nuestro artículo es la más profunda conocida hasta la fecha. En base a nuestros hallazgos, hemos estimado aún más las interacciones hidrotermales que ocurren en los volcanes petit-spot", explica Azami. El equipo de investigación también incluyó al Dr. Shiki Machida del Instituto de Tecnología de Chiba y al profesor asociado Naoto Hirano de la Universidad de Tohoku. El artículo se publicará hoy (1 de junio) en la revista Communications Earth & Environment.
Como parte de su estudio, el equipo analizó la composición química y mineralógica de las muestras de dragado obtenidas del fondo 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 debían al origen hidrotermal, es decir, los óxidos de Fe-Mn precipitados directamente del fluido hidrotermal. Estos resultados indican la actividad hidrotermal petit-spot como la razón de la formación de estos óxidos y el volcán petit-spot como 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 de baja temperatura.
Los investigadores realizaron espectroscopía de fluorescencia de rayos X para identificar la distribución elemental de las secciones transversales de las muestras y realizaron 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 petit-spot produce fluido hidrotermal de baja temperatura, que fluye hacia arriba a través de la columna de sedimentos y precipita óxidos de Mn en la interfaz con el agua de mar. Esta capa de óxido de Mn, que contiene restos silíceos, luego crece hacia abajo hacia el lecho marino a medida que se deposita más óxido de Mn. Eventualmente, estos restos se alteran. A continuación, los óxidos de Fe se depositan a través de la misma acción en la interfaz entre el fluido hidrotermal de baja temperatura y los óxidos de Mn. Luego crece un borde hidrogenético en estas deposiciones en la superficie expuesta al agua de mar, después de la cesación de la actividad hidrotermal.
"Basándonos en investigaciones anteriores, podemos estimar que el fluido hidrotermal de los volcanes petos-spot está enriquecido en CO2 y metano en comparación con el de la cresta del medio del océano", explica Azami. "Esto significa, a su vez, que las contribuciones elementales de la actividad hidrotermal petit-spot en todo el mundo pueden tener implicaciones importantes para los ciclos biogeoquímicos globales, en particular el ciclo del carbono".
These findings underscore the presence of hydrothermal activity in cold and old oceanic plates and highlight the need for further studies on petit-spot volcanoes.