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Tefra

Tefra volcánica en Brown Bluff , Antártida (2016) La tefra es material fragmentario producido por una erupción volcánica, independientemente de su composición, tamaño de los fra...

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Tefra volcánica en Brown Bluff , Antártida (2016)

La tefra es material fragmentario producido por una erupción volcánica, independientemente de su composición, tamaño de los fragmentos o mecanismo de emplazamiento. [ 1 ]

Horizontes de tefra en el centro-sur de Islandia : La capa gruesa y de color claro en el centro de la foto es tefra riolítica de Hekla .

Los vulcanólogos también denominan piroclastos a los fragmentos que se dispersan por el aire . Una vez que los clastos caen al suelo, permanecen como tefra a menos que alcancen la temperatura suficiente para fundirse y formar roca piroclástica o toba . Cuando un volcán entra en erupción, libera diversos tipos de tefra, como ceniza, escoria y bloques. Estas capas se depositan en el terreno y, con el tiempo, la sedimentación las incorpora al registro geológico.

La tefrocronología es una técnica geocronológica que utiliza capas discretas de tefra —ceniza volcánica procedente de una única erupción— para crear un marco cronológico en el que se pueden ubicar registros paleoambientales o arqueológicos . A menudo, cuando un volcán entra en erupción, los organismos biológicos mueren y sus restos quedan enterrados en la capa de tefra. Posteriormente, los científicos datan estos fósiles para determinar su edad y su lugar en el registro geológico.

Fuente de lava fundida en el volcán Kilauea en Hawái, con nube negra de tefra asociada.

Etimología

Las palabras «tefra» y «piroclasto» derivan del griego : la palabra τέφρα ( téphra ) significa «ceniza», [ 2 ] mientras que piroclasto deriva del griego πῦρ ( pyr ), que significa «fuego», [ 3 ] y κλαστός ( klastós ), que significa «roto en pedazos». [ 4 ] La palabra τέφραv (que significa «cenizas») se usa en un contexto amplio dentro de un relato de Aristóteles sobre una erupción en el Vulcano (Hiera) en Meteorologica . [ 5 ]

Descripción general

Rocas de la toba de Bishop , sin comprimir con piedra pómez a la izquierda; comprimidas con fiamme a la derecha.

La tefra es cualquier material piroclástico de cualquier tamaño o composición producido por una erupción volcánica explosiva, y existen definiciones geológicas precisas. [ 6 ] Consiste en una variedad de materiales, típicamente partículas vítreas formadas por el enfriamiento de gotas de magma , que pueden ser vesiculares, sólidas o en forma de escamas, y proporciones variables de componentes cristalinos y minerales originados en la montaña y las paredes del cráter. A medida que las partículas caen al suelo, son clasificadas en cierta medida por el viento y las fuerzas gravitacionales y forman capas de material no consolidado. Las partículas son transportadas además por el flujo de agua superficial o submarina. [ 7 ]

La distribución de la tefra tras una erupción suele implicar que las rocas más grandes caigan al suelo más rápidamente, quedando así más cerca del cráter, mientras que los fragmentos más pequeños viajan más lejos  ; la ceniza a menudo puede recorrer miles de kilómetros, incluso dar la vuelta al mundo, ya que puede permanecer en la estratosfera durante días o semanas después de una erupción. Cuando se acumulan grandes cantidades de tefra en la atmósfera debido a erupciones volcánicas masivas (o a múltiples erupciones menores que ocurren simultáneamente), estas pueden reflejar la luz y el calor del sol de vuelta a través de la atmósfera, provocando en algunos casos un descenso de la temperatura y dando lugar a un « invierno volcánico » temporal. Los efectos de la lluvia y la nieve ácidas, precipitaciones causadas por las descargas de tefra en la atmósfera, pueden observarse durante años después de que cesen las erupciones. Las erupciones de tefra pueden afectar a ecosistemas en millones de kilómetros cuadrados o incluso continentes enteros, dependiendo de la magnitud de la erupción. [ 8 ]

Clasificación

Brecha volcánica en Jackson Hole

Los fragmentos de tefra se clasifican por tamaño:

La tefra que consiste en partículas de roca piroclástica muy pequeñas en el rango de tamaño de 25 a 125 μm , invisibles a simple vista, también se llama criptotefra . [ 9 ]

El uso de capas de tefra, que poseen una química y características únicas, como horizontes marcadores temporales en sitios arqueológicos y geológicos, se conoce como tefrocronología . [ 7 ]

Efectos ambientales

The release of tephra into the troposphere affects the environment physically and chemically. Physically, volcanic blocks damage local flora and human settlements. Ash damages communication and electrical systems, coats forests and plant life, reducing photosynthesis, and pollutes groundwater.[10] Tephra changes below- and above-ground air and water movement. Chemically, tephra release can affect the water cycle. Tephra particles can cause ice crystals to grow in clouds, which increases precipitation. Nearby watersheds and the ocean can experience elevated mineral levels, especially iron, which can cause explosive population growth in plankton communities.[8] This, in turn, can result in eutrophication.

Disciplines and fossil record

In addition to tephrochronology, tephra is used by a variety of scientific disciplines including geology, paleoecology, anthropology, and paleontology, to date fossils, identify dates within the fossils record, and learn about prehistoric cultures and ecosystems. For example, carbonatite tephra found at Oldoinyo Lengai (a volcano in the East African Rift Valley) has buried and preserved fossilized footprints of humans near the site of the eruption.[11] Under certain conditions, volcanic blocks can be preserved for billions of years and can travel up to 400 km away from the eruption. Volcanic eruptions around the world have provided valuable scientific information on local ecosystems and ancient cultures.

Volcanoes

Africa

The Waw an Namus volcano is surrounded by an apron of dark tephra, which has a notable color contrast to the surrounding Sahara Desert.

Los volcanes de África han tenido un impacto en el registro fósil. Geográficamente parte de África, El Hierro es un volcán en escudo y la más joven y pequeña de las Islas Canarias . La erupción más reciente de El Hierro ocurrió bajo el agua, en 2011, y causó terremotos y deslizamientos de tierra en todas las Islas Canarias. En lugar de ceniza, tras cada erupción se liberaron rocas flotantes, llamadas «restingolitas». [ 12 ] Después de la erupción de 2011, se encontraron fósiles de organismos marinos unicelulares en las restingolitas, lo que verifica la teoría del origen de que el crecimiento de las Islas Canarias proviene de un único chorro flotante de magma desde el núcleo terrestre en lugar de grietas en el fondo oceánico. Esto se refleja en la disminución de la edad de las islas de este a oeste, desde Fuerteventura hasta El Hierro. [ 13 ]

En Etiopía, ubicada en África oriental, hay aproximadamente 60 volcanes. En el sur de Etiopía, la Formación Rocosa Omo Kibish está compuesta por capas de tefra y sedimento. Dentro de estas capas, se han descubierto varios fósiles. En 1967, Richard Leaky , un paleoantropólogo , descubrió dos fósiles de Homo sapiens en la Formación Omo Kibish . Tras la datación por radiocarbono, se determinó que tenían 195 mil años de antigüedad. [ 14 ] Otros mamíferos descubiertos en la formación incluyen Hylochoerus meinertzhageni (jabalí de bosque) y Cephalophus (antílope). [ 15 ]

Asia

Erupción explosiva de tefra y gases volcánicos desde Sakurajima , Japón, en 2014, con parte de la tefra cayendo de nuevo al suelo.

En Asia, varias erupciones volcánicas siguen influyendo en las culturas locales. En Corea del Norte, el monte Paektu , un estratovolcán, entró en erupción por primera vez en el año 946 d. C. y es un lugar religioso para los habitantes locales. Su última erupción fue en 1903. En 2017, se descubrieron nuevas evidencias fósiles que determinaron la fecha de la primera erupción del monte Paektu, que hasta entonces había sido un misterio. Un equipo de científicos dirigido por el Dr. Clive Oppenheimer, vulcanólogo británico , descubrió un tronco de alerce incrustado en el monte Paektu. Tras la datación por radiocarbono, se determinó que el alerce tenía 264 años, lo que coincide con la erupción del año 946 d. C. Se están estudiando sus anillos de crecimiento y se están realizando muchos descubrimientos nuevos sobre Corea del Norte durante ese período. [ 16 ]

En el noreste de China, una gran erupción volcánica a principios del Cretácico provocó la fosilización de todo un ecosistema conocido como la Biota de Jehol, cuando poderosos flujos piroclásticos inundaron la zona. Los depósitos incluyen numerosos fósiles perfectamente conservados de dinosaurios , aves , mamíferos , reptiles , peces , ranas , plantas e insectos . [ 17 ]

Europa

Los volcanes de Europa proporcionan información única sobre la historia de Italia . Un ejemplo es el Monte Vesubio , un estratovolcán ubicado en el sur de Italia, [ 18 ] que entró en erupción por última vez en marzo de 1944. Anteriormente, en el año 79 d. C., en una erupción que duró de 12 a 18 horas, el Vesubio cubrió la ciudad de Pompeya con lava fundida, ceniza, piedra pómez, bloques volcánicos y gases tóxicos. Gran parte de la ciudad se conservó y los materiales orgánicos se fosilizaron por la ceniza volcánica, lo que ha proporcionado información valiosa sobre la cultura romana . [ 19 ] También en Italia, el volcán Stromboli , un estratovolcán, entró en erupción por última vez en julio de 2019.

América del norte

El Monumento Volcánico Nacional del Monte Santa Helena después de la erupción de 1980.

Se han estudiado varias erupciones volcánicas en Norteamérica . El 18 de mayo de 1980, el Monte Santa Helena , un estratovolcán en el estado de Washington , entró en erupción, esparciendo quinientos millones de toneladas de ceniza de tefra por Washington, Oregón, Montana e Idaho, causando terremotos , deslizamientos de rocas y megatsunamis que alteraron gravemente la topografía de las zonas cercanas. [ 20 ] En el Parque Nacional de Yellowstone , las inundaciones relacionadas con la erupción provocaron el colapso de árboles que fueron arrastrados al lecho de los lagos, donde se fosilizaron. Los bosques cercanos se inundaron, arrastrando corteza, hojas y ramas de árboles. [ 21 ] En 2006, el volcán Augustine en Alaska entró en erupción, generando terremotos, avalanchas y proyectando ceniza de tefra a aproximadamente doscientos noventa kilómetros de distancia. Este volcán de domo tiene más de cuarenta mil años y ha entrado en erupción 11 veces desde 1800. [ 22 ]

Sudamerica

Imagen satelital del domo de lava del volcán Chaitén, Chile: El domo circular es de color marrón y está rodeado por un paisaje cubierto de ceniza.

En Sudamérica , existen varios volcanes activos históricos. En el sur de Chile , el volcán Chaitén entró en erupción en 2011, añadiendo 160 metros a su borde. Armas y herramientas prehistóricas, formadas a partir de bloques de tefra de obsidiana , fueron datadas en 5610 años y fueron descubiertas a 400  km de distancia. [ 23 ] Debido a la ubicación de la zona de subducción de la placa de Nazca del Pacífico oriental, existen veintiún volcanes activos en el sur de Perú . [ 24 ] En 2006, fósiles, encontrados bajo una capa de ceniza volcánica en Perú, fueron excavados por un equipo de paleontólogos liderado por Mark D. Uhen, profesor de la Universidad George Mason. Los fósiles fueron identificados como 3 tipos diferentes de arqueocetos, ballenas prehistóricas, y tienen más de 36,61  millones de años, lo que, a partir de 2011, los convierte en los fósiles de ballenas más antiguos de Sudamérica. [ 25 ]

Referencias

  1. ↑ Esta es la definición amplia de tefra (griego tephra , "ceniza") propuesta por el vulcanólogo islandés Sigurður Þórarinsson (Sigurdur Thorarinsson) en 1954, en relación con la erupción del Hekla (Thorarinsson, "La erupción del Hekla, 1947-48II, 3, La caída de tefra del Hekla, 29 de marzo de 1947", Visindafélag Íslendinga (1954:1-3). El término se había utilizado anteriormente en los estudios doctorales de Sigurdur Thorarinsson de 1944, pero no en inglés. Véase Thorarinsson, S (1944). "Estudios tefrokronológicos de la isla". Geografiska Annaler . 26 ( 1–2 ): 1–217 . doi : 10.1080/20014422.1944.11880727 .
  2. ↑ τέφρα . Liddell, Henry George ; Scott, Robert ; A Greek–English Lexicon at the Perseus Project .
  3. ↑ πῦρ en Liddell y Scott . 
  4. ↑ κλαστός en Liddell y Scott . 
  5. ↑ Ἀριστοτέλης (1952). "Traducción griego-inglés de Aristóteles, Meteorologica LCL 397: 210-211 párrafo 367" . Harvard University Press. doi : 10.4159/DLCL.aristotle-meteorlogica.1952 . S2CID 245028937. Consultado el 13 de diciembre de 2023 . 
  6. ↑ Lowe, David J.; Abbott, Peter M.; Suzuki, Takehiko; Jensen, Britta JL (2022). "Estudios globales de tefra: papel e importancia del grupo internacional de investigación de tefra 'Comisión de Tefrocronología' en sus primeros 60 años" . History of Geo-Space Sciences . 13 (2): 93– 132. Bibcode : 2022HGSS...13...93L . doi : 10.5194/hgss-13-93-2022 . hdl : 10289/15024 .
  7. 1 2 Gornitz, Vivien (2008). Enciclopedia de paleoclimatología y ambientes antiguos . Springer Science & Business Media. págs. 937–938 . ISBN  978-1-4020-4551-6.
  8. 1 2 Ayris, Paul Martin; Delmelle, Pierre (1 de noviembre de 2012). "Los efectos ambientales inmediatos de la emisión de tefra". Boletín de Vulcanología . 74 (9): 1905– 1936. Bibcode : 2012BVol...74.1905A . doi : 10.1007/s00445-012-0654-5 . ISSN 1432-0819 . S2CID 129369735 .  
  9. ↑ Pyle, DM (2016). «Capítulo 1 - Observaciones de campo de depósitos de caída de tefra». En Mackie, S.; Cashman, K.; Ricketts, H.; Rust, A.; Watson, M. (eds.). Ceniza volcánica: Observación de peligros . Elsevier. pp. 25–37 . doi : 10.1016/B978-0-08-100405-0.00004-5 . ISBN  978-0-08-100405-0.
  10. ↑ "USGS: Programa de Peligros Volcánicos" . volcanoes.usgs.gov . Consultado el 19 de marzo de 2020 .
  11. ↑ Hay, RL (1989). "Depósitos de tefra de carbonatita-nefelinita del Holoceno de Oldoinyo Lengai, Tanzania". Journal of Volcanology and Geothermal Research . 37 (1): 77– 91. Bibcode : 1989JVGR...37...77H . doi : 10.1016/0377-0273(89)90114-5 .
  12. ↑ "Programa de Vulcanismo Global | Hierro" . Institución Smithsonian | Programa de Vulcanismo Global . Consultado el 19 de marzo de 2020 .
  13. ↑ «Los fósiles sobreviven a la erupción volcánica y nos hablan del origen de las Islas Canarias» . ScienceDaily . Consultado el 19 de marzo de 2020 .
  14. ^ Marrón, Francisco H.; Fuller, Chad R. (septiembre de 2008). "Estratigrafía y tefra de la Formación Kibish, suroeste de Etiopía". Revista de evolución humana . 55 (3): 366– 403. Bibcode : 2008JHumE..55..366B . doi : 10.1016/j.jhevol.2008.05.009 . PMID 18692219 . 
  15. ^ Assefa, Zelalem; Yirga, Salomón; Reed, Kaye E. (septiembre de 2008). "La fauna de grandes mamíferos de la Formación Kibish" (PDF) . Revista de evolución humana . 55 (3): 501– 512. Código Bib : 2008JHumE..55..501A . doi : 10.1016/j.jhevol.2008.05.015 . PMID 18691734 . S2CID 5923387 .  
  16. ↑ "Los restos fosilizados de árboles y núcleos de hielo ayudan a datar una enorme erupción volcánica ocurrida hace 1000 años con una precisión de tres meses" . ScienceDaily . Consultado el 19 de marzo de 2020 .
  17. ↑ "Un volcán al estilo de Pompeya le dio a China su tesoro de dinosaurios" . phys.org . Consultado el 19 de marzo de 2020 .
  18. ↑ "Todo sobre los volcanes en Italia" . ZME Science . 24 de septiembre de 2015. Consultado el 19 de marzo de 2020 .
  19. ↑ "El Vesubio entra en erupción" . HISTORIA . 24 de noviembre de 2009. Consultado el 19 de marzo de 2020 .
  20. ↑ "Observatorio de Volcanes Cascades" . volcanoes.usgs.gov . Archivado del original el 29 de mayo de 2020. Consultado el 19 de marzo de 2020 .
  21. ↑ Descubrimientos asombrosos. "Árboles petrificados | Árboles fosilizados | Erupción del Monte Santa Helena" . amazingdiscoveries.org . Consultado el 19 de marzo de 2020 .
  22. ↑ "Agustín | Mundo Volcánico | Universidad Estatal de Oregón" . volcano.oregonstate.edu . 4 de mayo de 2010. Consultado el 19 de marzo de 2020 .
  23. ↑ "Volcán Chaitén, Chile: Mapa, datos, imágenes de la erupción | Chaitén" . geology.com . Consultado el 19 de marzo de 2020 .
  24. ↑ "Volcanes del Perú" . www.volcanodiscovery.com . Consultado el 19 de marzo de 2020 .
  25. ↑ Pyenson, Nicholas D. "Nuevos arqueocetos del Perú son las ballenas fósiles más antiguas de Sudamérica | Smithsonian Ocean" . ocean.si.edu . Consultado el 19 de marzo de 2020 .
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