¿Cuál es el impacto climático de las erupciones submarinas masivas?

Material dejado en el fondo marino por erupciones volcánicas submarinas de la Edad de Bronce está ayudando a comprender mejor el tamaño, los peligros y el impacto climático de sus erupciones madre.

Hace unos 3.600 años, la erupción de un volcán semisumergido en el sur del mar Egeo devastó la isla de Santorini, inyectando cenizas, rocas y gases en la atmósfera y depositando kilómetros de sedimentos en terrazas sobre el fondo marino.

Esta erupción catastrófica, y otras similares, se han asociado tradicionalmente a cambios climáticos bruscos, pero los impactos climáticos menores de erupciones volcánicas submarinas más recientes, como la de Hunga Tonga-Hunga Ha'apai en 2022, han puesto en duda esa teoría.

Ahora, un estudio plurianual de los antiguos depósitos volcánicos de Santorini está desentrañando la naturaleza de estas enormes erupciones formadoras de calderas y proporcionando nuevas pistas sobre cómo podrían afectar las futuras erupciones al clima de la Tierra.

Durante las erupciones masivas, las columnas volcánicas atraviesan los mares poco profundos en forma de chorros de ceniza, rocas y gases que se elevan decenas de kilómetros hacia la atmósfera. Pero hasta ahora no se sabía con exactitud cómo y cuánto de ese material llegaba a la superficie del mar o al suelo.

"Hemos demostrado que la arquitectura de los depósitos volcánicos en entornos subaéreos y submarinos puede utilizarse para restringir cuantitativamente la dinámica de la erupción que tuvo lugar allí, incluida la fuente de ventilación y las condiciones ambientales", destaca el doctor Johan Gilchrist, investigador de la Universidad de Columbia Británica (UBC) y autor principal del estudio, que se publica en Nature Geoscience.

"El estudio también proporciona límites inferiores cruciales sobre la fuerza de las erupciones, las alturas de los chorros y las frecuencias y tamaños de las ondas de sedimentación vinculadas a los depósitos en terrazas --prosigue--. Eso nos ayudará a predecir la evolución de los peligros durante estas erupciones formadoras de calderas y a comprender el impacto climático sorprendentemente pequeño de acontecimientos similares".

Junto con el doctor Mark Jellinek, científico planetario y de la Tierra de la UBC, el doctor Gilchrist analizó las terrazas concéntricas que permanecen alrededor de la caldera de Santorini, llamada históricamente erupción minoica. Descubrieron que la anchura de las terrazas disminuye a medida que aumenta la distancia al respiradero, y que se inclinan hacia arriba en dirección a la pared de la caldera, lo que concuerda con otros depósitos aterrazados de la caldera. Las terrazas cercanas a la pared de la caldera son también mucho más anchas que las encontradas en calderas de erupciones puramente submarinas o subaéreas.

Gilchrist tenía la corazonada de que las ondas de sedimentación que colapsaban periódicamente alrededor del chorro volcánico se extendían donde impactaban con la superficie del agua durante las erupciones submarinas poco profundas.

Para verificar la hipótesis, los investigadores inyectaron partículas en capas de agua poco profundas para imitar la erupción submarina minoica. Los experimentos demostraron que las ondas de sedimentación descendentes provocadas por erupciones en aguas poco profundas pueden impactar y propagarse en la superficie del mar para crear tsunamis y también socavar el fondo marino, dependiendo de la fuerza de la erupción y de la profundidad del agua.

Los depósitos en terrazas dejaron una huella dactilar de lo que ocurrió durante la erupción, el tamaño de las ondas de sedimentación y cómo interactuaron con el agua y el fondo marino.

"Los límites que ha desvelado este estudio servirán de guía para una nueva generación de modelos climáticos hidrovolcánicos destinados a comprender cómo las propiedades de partición de masas de erupciones como Hunga Tonga-Hunga Ha'apai --los fenómenos volcánicos más grandes e impresionantes del registro geológico-- minimizan sus efectos sobre el cambio climático", apunta el doctor Jellinek.

Por su parte, el doctor Gert Lube, vulcanólogo de la Universidad de Massey (Nueva Zelanda), que no participó en el estudio, subraya que, "para el caso de las tres erupciones submarinas formadoras de calderas, este estudio proporciona las primeras relaciones directas entre la arquitectura del depósito y las condiciones de la erupción original". "Los resultados de este estudio son intrigantes y posiblemente podrían extenderse a eventos eruptivos no marinos, formadores de calderas y más pequeños", concluye.