¿Qué está ocurriendo debajo de los inquietos volcanes de Islandia?

La química inusual de la lava que emerge a la superficie de la isla resulta un misterio para los científicos. Esto se sabe hasta ahora. 

La lava brota a través de la superficie en la península de Reykjanes en Islandia, viajando desde un depósito magmático mucho más profundo que la mayoría de los volcanes del mundo.

Fotografía de Chris Burkard, National Geographic
Por Maya Wei-Haas
Publicado 23 ago 2022 10:46 GMT-3

La semana pasada, la geóloga Eniko Bali se disponía a almorzar en uno de los muchos antiguos cráteres volcánicos de Islandia (lo que es costumbre en su rutina), cuando recibió un mensaje de texto: la península de Reykjanes estaba en erupción, otra vez.

La geóloga de la Universidad de Islandia y su equipo tenía previsto tomar muestras de roca de algunas de las muchas erupciones históricas de la isla. Pero con una nueva furia ardiente en marcha, Bali y sus colegas fueron a ver el espectáculo geológico. Cuando llegaron, solo un par de horas después de que comenzara la erupción, una larga fila de fuentes arrojaba lava incandescente al cielo y ríos radiantes de roca fundida serpenteaban por el valle de Meradalir.

Los turistas acuden en masa para ver la lava recién erupcionada en la península de Reykjanes. Si bien el evento se puede observar desde una distancia segura, los expertos advierten no acercarse demasiado y sugieren usar una máscara de gas para limitar la exposición a los gases volcánicos tóxicos.

Fotografía de Chris Burkard, National Geographic

Los volcanes de la península de Reykjanes han estado inactivos durante casi 800 años. Pero en 2021, los gigantes geológicos se encendieron y arrojaron lava durante seis meses. Ahora, la actividad ha vuelto a comenzar.

Cada uno de estos eventos brinda a los investigadores una mirada notable a las entrañas de nuestro planeta y ofrece pistas sobre qué dio forma al impresionante paisaje islandés que vemos hoy.

La erupción del año pasado comenzó con una química inquisitiva: la roca derretida parecía haber cambiado poco desde su formación, alcanzado la superficie directamente desde el manto, una capa a kilómetros de profundidad que se encuentra entre la corteza y el núcleo de la Tierra. Sin embargo, la química de la lava cambió dramáticamente.

“Para ser honestos, no esperábamos algo así. Algo muy interesante está sucediendo”, confiesa Bali.

Los primeros análisis de la nueva erupción revelan una composición que es similar, pero no coincide exactamente con las lavas que fluyeron cerca del final de los sucesos de 2021. Los científicos están recogiendo con avidez más muestras para ver si se avecinan otros cambios extraños.

Las peculiaridades de las lavas de Reykjanes son solo el último capítulo en la larga historia de rarezas geológicas de Islandia. El modo en que se formó la isla es un misterio permanente. Se encuentra en la confluencia de dos poderosos fenómenos geológicos: una cresta en la que se separan dos placas tectónicas y el punto en el que un penacho de roca caliente se encuentra con la superficie. Cuando estas fuerzas se unieron hace unos 25 millones de años, las erupciones sobrecargadas sentaron las bases de Islandia. Sin embargo, la historia está lejos de completarse. 

La segunda erupción en Reykjanes en menos de un año sugiere que esta península volcánica inactiva durante mucho tiempo podría estar despertando. Las erupciones en esta región parecen acelerarse cada mil años aproximadamente, y los últimos episodios pueden ser el preludio de actividad volcánica y oportunidades científicas para las próximas décadas.

Magma de origen

Islandia es uno de los pocos lugares del mundo donde la dorsal oceánica sobresale del mar. Esta cadena de picos volcánicos de aproximadamente 64000 kilómetros de largo traza las grietas entre las placas tectónicas que se expanden lentamente en todo el mundo. En Islandia, las placas norteamericana y euroasiática se alejan lentamente la una de la otra, lo que hace que la roca fundida brote desde abajo para entrar en erupción en la superficie del planeta.

Pero las placas tectónicas no se separan en una sola línea recta, sino que forman una serie de segmentos desplazados unidos por zonas que se deslizan una al lado de la otra. El Reykjanes se asienta sobre uno de estos conectores complejos donde el terreno se encuentra en ángulo, lo que provoca que se abran grietas periódicamente que permiten que el magma se filtre, una característica conocida como "falla de transformación con fugas".

En la mayoría de los sistemas volcánicos, la roca fundida se forma en pequeñas zonas profundas en el manto, gotea lentamente hacia arriba, se fusiona y mezcla con otra roca fundida que se acumula en largas cadenas de depósitos escalonados. Pero en una falla de transformación permeable, como la de Reykjanes, las lavas erupcionadas no se filtran todas por este mismo tipo de tuberías volcánicas, lo que significa que sus composiciones han cambiado menos desde su formación en el subsuelo.

"Podemos aprovechar esta parte de la Tierra que rara vez se ve", sostiene Edward Marshall, geoquímico de la Universidad de Islandia.

Los científicos observaron cómo la química de la lava en Reykjanes cambió drásticamente en las primeras semanas de la erupción de 2021, lo que para Marshall fue la transformación más rápida jamás vista. El fenómeno probablemente se originó a partir de la mezcla del magma con una segunda fuente, pero se desconoce la composición de esta última, asegura Marshall. "Sea lo que sea, es raro".

Los análisis de otro equipo de investigadores sugieren que también podría estar involucrado un tercer magma, lo que complica aún más el panorama.

Las fuerzas geológicas colisionan

La química de las erupciones a lo largo de la historia de Islandia revela raíces ardientes que se extienden muy por debajo de la extensión de la dorsal oceánica. Una firma extraña proviene de un isótopo ligero de helio llamado He-3, que abunda en las erupciones islandesas.

La mayor parte de este isótopo en las rocas de la Tierra quedó atrapada cuando el planeta se formó a partir de una nube de escombros alrededor del sol naciente. Es probable que un reservorio de He-3 aún persista en lo profundo del manto. Tal fuente podría explicar la química de las lavas de Islandia, arrastradas a la superficie en la columna ascendente de roca caliente abrasadora, que puede llegar casi al núcleo del planeta.

Las rocas de la costa de Groenlandia sugieren que cuando este penacho se formó hace unos 60 millones de años, asó la parte más vulnerable de Groenlandia. Y a medida que las placas tectónicas de la Tierra se desplazaron, también lo hizo la dorsal oceánica, hasta que serpenteó por encima de la columna hace unos 25 millones de años. Poco después de que las dos poderosas fuerzas geológicas se encontraran, nació Islandia.

Sin embargo, los científicos aún buscan completar los detalles sobre cómo se formó esta coyuntura geológica y las rarezas persistentes de la lava islandesa. Una discusión científica se ha desatado durante casi medio siglo sobre otra firma química: el isótopo de oxígeno O-18. Las lavas en erupción de Islandia están misteriosamente agotadas de O-18, pero  todavía no se conocen los motivos.

Algunos investigadores argumentan que, a medida que las lavas islandesas presionan hacia arriba en una erupción, son contaminadas por la corteza, que a menudo tiene una huella O-18 baja. Otros han propuesto que la química proviene de una franja de Groenlandia alojada debajo del sureste de Islandia. Finalmente, están quienes argumentan que el manto en esta región puede tener una baja firma O-18.

“No ves esto en otras islas del océano. Es solo Islandia. Por qué Islandia es especial?”, reflexiona Marshall.

El cementerio geológico

Para buscar respuestas, Maja Bar Rasmussen, geoquímica de la Universidad de Copenhague, y su equipo recurrieron a los diminutos cristales verdes del mineral olivino. Estos cristales se forman al principio del proceso de enfriamiento del magma, lo que permite obtener una instantánea de la química de la roca fundida sin la contaminación de la corteza en la superficie.

El equipo midió los isótopos de oxígeno en los cristales de olivino de las erupciones históricas de Islandia. Junto con mediciones previas de isótopos de helio en los mismos cristales, el trabajo reveló que las rocas erupcionadas no sólo procedían de las profundidades del subsuelo, sino que también presentaban rastros de oxígeno similares a los de la corteza.

Tal vez, postulan los autores del estudio, el penacho está aprovechando un cementerio de fragmentos antiguos de corteza que fueron subducidos hace mucho tiempo y se asentaron cerca de la base del manto.

Si bien estudios anteriores han sugerido escenarios similares, el trabajo detallado en el nuevo estudio permitió a los investigadores identificar una correlación intrigante. Hace unos 25 millones de años, cuando los científicos creen que la dorsal oceánica se desplazó sobre el penacho, los rastros químicos de la corteza reciclada aumentaron. ¿Podría este cambio químico estar relacionado con el aumento de la actividad volcánica que construyó la base de la isla? ¿O es mera coincidencia?

“No podemos decir qué causó qué”, dice Rasmussen, y agrega que la coincidencia lo hace pensar mucho.

El debate sobre las lavas O-18 peculiarmente bajas de Islandia posiblemente continúe. Los científicos no tienen una buena forma de medir con precisión la profundidad a la que se formaron los cristales de olivino, lo que genera incertidumbre sobre el origen de sus huellas químicas, argumenta Valentin Troll, geoquímico de la Universidad de Uppsala en Suecia. "La gran pregunta es, ¿cuándo se incorporará este material a la pluma?", agrega.

Los investigadores tampoco saben exactamente qué sucede con los fragmentos antiguos de la superficie del planeta una vez que se reciclan en el manto, o la dinámica de las rocas cerca del límite con el núcleo. “Puede haber algún proceso de mezcla salvaje que haga que todo sea más complicado”, intuye Marshall.

Sin embargo, una cosa es segura: algo intrigante está sucediendo debajo de Islandia. La última erupción ha atraído a científicos de cerca y de lejos para recolectar rocas pocas horas o días después de que surgieron de la Tierra. Y no hay señales de que la erupción se detenga pronto, ya que la roca fundida continúa emergiendo, formando un pequeño cono volcánico de salpicaduras.

Incluso después de la última bocanada de este volcán, las Reykjanes, que se están despertando, pueden tener más erupciones en el subsuelo, cada una de las cuales extrae chorros carmesí de roca incandescente con la promesa de traer consigo más rarezas científicas desde abajo.

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