Geología del noroeste del Pacífico

La provincia de Cascades forma una franja en forma de arco que se extiende desde el suroeste de la Columbia Británica hasta el norte de California , aproximadamente paralela a la costa del Pacífico. Dentro de esta región,  se encuentran casi 20 importantes centros volcánicos en secuencia. ^{[ 1 ]}

Aunque los volcanes más grandes, como el Monte Santa Helena, acaparan la mayor atención, el Arco Volcánico de las Cascadas comprende una franja de miles de volcanes muy pequeños y efímeros que han formado una plataforma de lava y escombros volcánicos. Sobre esta plataforma volcánica se alzan algunos volcanes de gran tamaño que dominan el paisaje. ^{[ 1 ]}

Los volcanes de la Cascada definen la sección noroeste del Pacífico del Cinturón de Fuego , un conjunto de volcanes que bordean el océano Pacífico. El Cinturón de Fuego también es conocido por sus frecuentes terremotos. Los volcanes y los terremotos tienen un origen común: la subducción . ^{[ 2 ]}

Debajo del Arco Volcánico de las Cascadas, una densa placa oceánica se hunde bajo la Placa Norteamericana ; un proceso conocido como subducción. A medida que la placa oceánica se hunde profundamente en el interior de la Tierra bajo la placa continental, las altas temperaturas y presiones permiten que las moléculas de agua atrapadas en los minerales de la roca sólida escapen. El agua supercrítica asciende al manto maleable sobre la placa subducida, causando que parte del manto se funda. Este magma recién formado asciende a través de la corteza por el camino de menor resistencia, tanto por medio de fracturas y fallas como por la fusión de las rocas de las paredes. La adición de corteza fundida cambia la composición geoquímica. Parte del fundido asciende hacia la superficie terrestre para erupcionar, formando una cadena de volcanes (el Arco Volcánico de las Cascadas) sobre la zona de subducción. ^{[ 2 ]} La adición de fundido cortical al fundido original del manto da como resultado rocas volcánicas y plutónicas que difieren en mineralogía de la fuente del manto.

Una mirada más de cerca a las Cascadas revela una imagen más compleja que una simple zona de subducción. ^{[ 2 ]}

No muy lejos de la costa del Pacífico Norte se encuentra una dorsal oceánica; un límite de placas divergente formado por una serie de fracturas en la corteza oceánica donde el manto fundido asciende y se solidifica, creando nueva corteza oceánica. A un lado de la dorsal se forma nueva corteza de la placa del Pacífico , que luego se aleja de la dorsal. Al otro lado de la dorsal, las placas de Juan de Fuca y Gorda se mueven hacia el este. ^{[ 2 ]}

En la zona de subducción de Cascade se observan algunas características inusuales . Donde la placa de Juan de Fuca se hunde bajo la placa norteamericana, no existe una fosa profunda, la sismicidad (terremotos) es menor de lo esperado y hay evidencia de una disminución en la actividad volcánica durante los últimos millones de años. La explicación probable radica en la velocidad de convergencia entre las placas de Juan de Fuca y norteamericana. Actualmente, estas dos placas convergen a una velocidad de 3 a 4 centímetros (1,2 a 1,6 pulgadas) por año. Esto representa aproximadamente la mitad de la velocidad de convergencia de hace 7 millones de años. ^{[ 2 ]}  

La pequeña placa Juan de Fuca y dos plaquetas, la placa Explorer y la placa Gorda, son los escasos restos de la mucho mayor placa oceánica Farallón . La placa Explorer se separó de la Juan de Fuca  hace unos 4 millones de años y no muestra indicios de que siga subduciendo. La plaqueta Gorda se separó  hace entre 18 y 5 millones de años y continúa hundiéndose bajo Norteamérica. ^{[ 2 ]}

El Arco Volcánico de las Cascadas apareció por primera vez  hace 36 millones de años, pero los picos principales que se elevan desde los centros volcánicos actuales nacieron en los últimos 1,6  millones de años . Más de 3000  chimeneas entraron en erupción durante el episodio volcánico más reciente, que comenzó hace 5 millones de años. Mientras continúe la subducción, seguirán surgiendo nuevos volcanes en las Cascadas. ^{[ 2 ]}

El Cinturón Volcánico de Garibaldi, en el suroeste de la Columbia Británica, es la extensión septentrional del Arco Volcánico de las Cascadas en Estados Unidos y alberga los volcanes jóvenes más explosivos de Canadá. Al igual que el resto del arco, tiene su origen en la zona de subducción de Cascadia. Los volcanes del Cinturón Volcánico de Garibaldi han estado activos esporádicamente durante varios millones de años. El miembro más septentrional, el macizo del Monte Meager , fue responsable de una gran erupción catastrófica ocurrida hace unos 2350 años. Esta erupción pudo haber sido de una magnitud similar a la del Monte Santa Helena en 1980. Las cenizas de esta erupción se pueden rastrear hacia el este hasta el oeste de Alberta . También es el macizo volcánico más inestable de Canadá, que ha depositado arcilla y roca a varios metros de profundidad en el Valle de Pemberton al menos tres veces durante los últimos 7300 años. Las aguas termales cerca de los macizos del Monte Cayley y el Monte Meager sugieren que aún hay actividad magmática. La larga historia de vulcanismo en la región, junto con la continua subducción frente a la costa, sugiere que el vulcanismo aún no ha cesado en el Cinturón Volcánico de Garibaldi. Algunos centros volcánicos aislados al noroeste del macizo del Monte Meager, como el Complejo Glaciar Franklin y la Caldera Silverthrone , ubicados en el Cinturón Volcánico de Pemberton , también podrían ser producto de la subducción de Cascadia, pero las investigaciones geológicas han sido muy limitadas en esta remota región. Hace aproximadamente 5 a 7 millones de años, el extremo norte de la Placa Juan de Fuca se separó a lo largo de la Falla de Nootka para formar la Placa Explorer , y no existe un consenso definitivo entre los geólogos sobre la relación de los volcanes al norte de esa falla con el resto del Arco de Cascada. Sin embargo, el cinturón volcánico de Pemberton suele fusionarse con el cinturón volcánico de Garibaldi, lo que convierte al monte Silverthrone en el volcán más septentrional, aunque su origen es incierto, relacionado con la subducción de Cascadia.

La región volcánica más activa del noroeste del Pacífico se llama Provincia Volcánica de la Cordillera del Norte (a veces llamada Cinturón Volcánico de Stikine). Contiene más de 100 volcanes jóvenes y varias erupciones conocidas ocurridas en los últimos 400 años. La última erupción dentro del cinturón volcánico fue hace unos 150 años en El Volcán en el campo volcánico de los Conos del Río Iskut-Unuk . El centro eruptivo más voluminoso y persistente dentro del cinturón y en Canadá es Level Mountain . Es un gran volcán en escudo que cubre un área de 1800 km² (690 millas cuadradas ) al suroeste de Dease Lake ^y al norte de Telegraph Creek . La amplia región de la cumbre disecada consiste en domos de lava traquítica y riolítica y se consideraba que estaba salpicada de varias chimeneas basálticas menores de edad posglacial, aunque se consideraba que la actividad del Holoceno era incierta. El complejo volcánico del Monte Edziza es quizás el edificio volcánico más espectacular de la Columbia Británica . Es el segundo centro eruptivo persistente más grande de la Provincia Volcánica de la Cordillera Septentrional y está flanqueado por numerosos conos satélite jóvenes , incluido el joven y bien conservado Cono Eva . Existen indicios de que el complejo volcánico de Level Mountain y el Monte Edziza podría tener entre 11 y 9 millones de años.   

El Cinturón Volcánico de Anahim es un cinturón volcánico que se extiende desde el norte de la Isla de Vancouver hasta cerca de Quesnel . Se cree que se formó como resultado del movimiento de la Placa Norteamericana sobre un punto caliente estacionario , similar al punto caliente que alimenta las Islas Hawaianas , llamado punto caliente de Anahim . El volcán más joven dentro del cinturón volcánico es el Cono Nazko . Su última erupción ocurrió hace aproximadamente 7000 años, produciendo dos pequeños flujos de lava que viajaron 1 km (0,6 millas) hacia el oeste, junto con una capa de ceniza volcánica que se extiende varios kilómetros al norte y al este del cono. El cinturón volcánico también contiene tres grandes volcanes en escudo que se formaron hace entre 8 y 1 millón de años, llamados Cordillera Ilgachuz , Cordillera Rainbow y Cordillera Itcha .  

El Grupo Chilcotin, en el sur de la Columbia Británica, es una cadena volcánica que se extiende de norte a sur y que se cree que se formó como resultado de la extensión de trasarco detrás de la zona de subducción de Cascadia . La mayoría de las erupciones en este cinturón ocurrieron hace entre 6 y 10 millones de años ( Mioceno ) o entre 2 y 3 millones de años ( Plioceno ). Sin embargo, se han registrado pocas erupciones durante el Pleistoceno . ^{[ 3 ]}

El campo volcánico Wells Gray-Clearwater, en el sureste de la Columbia Británica, consta de varios volcanes basálticos pequeños y extensos flujos de lava que han estado activos durante los últimos 3 millones de años. ^{[ 4 ]} Se encuentra dentro del Parque Provincial Wells Gray , que también incluye las cataratas Helmcken, de 142 m (465 pies) de altura . Se desconoce el origen del vulcanismo, pero probablemente esté relacionado con el adelgazamiento de la corteza . Algunos de los flujos de lava en el campo son similares a los que entraron en erupción en Volcano Mountain en el Yukón , donde se encuentra nefelinita de olivino . La última erupción en el campo fue hace unos 400 años en el cono Kostal .  

Numerosos montes submarinos se encuentran frente a la costa de la Columbia Británica y están relacionados con el vulcanismo de puntos calientes . El monte submarino Bowie , ubicado a 180 km (110 millas) al oeste de Haida Gwaii , es quizás el monte submarino menos profundo en las aguas del Pacífico canadiense. Debido a su poca profundidad, los científicos creen que fue una isla volcánica activa durante la última era glacial . El monte submarino Bowie es también el más joven de la cadena de montes submarinos Kodiak-Bowie .  

La última erupción del cono Tseax, ocurrida entre 1750 y 1775, es el peor desastre geofísico conocido en Canadá. La erupción produjo un flujo de lava de 22,5 km de longitud , que destruyó las aldeas Nisga'a y causó la muerte de al menos 2000 personas de este pueblo a causa de los gases volcánicos y el humo tóxico. El valle del río Nass quedó inundado por los flujos de lava y contiene abundantes moldes de árboles y tubos de lava . El evento coincidió con la llegada de los primeros exploradores europeos a las aguas costeras inexploradas del norte de la Columbia Británica . Hoy en día, los depósitos de lava basáltica atraen a turistas y forman parte del Parque Provincial Nisga'a Memorial Lava Bed .  

Los volcanes del noroeste del Pacífico siguen siendo una zona geológicamente activa. Las erupciones volcánicas más recientes incluyen:

• Level Mountain , el centro eruptivo más voluminoso y persistente de Canadá, podría haber entrado en erupción durante el Holoceno .
• El cono Nazko , el volcán más joven del cinturón volcánico de Anahim , entró en erupción hace 7200 años . 
• El monte Hoodoo entró en erupción hace 7050 años . 
• Lava Butte , en Oregón, entró en erupción hace unos 7.000 años.
• El monte Mazama , que entró en erupción catastróficamente en el año 5670  a. C. para formar el lago Crater .
• El macizo del Monte Meager entró en erupción hace aproximadamente 2350 años , enviando una columna de ceniza de 20 km (12 millas) de altura hasta la estratosfera .   
• El complejo volcánico del Monte Edziza , el segundo centro eruptivo más grande de Canadá, entró en erupción hace aproximadamente 1340 años .
• El volcán Medicine Lake entró en erupción hace aproximadamente 1000 años . 
• Es posible que la caldera de Silverthrone haya tenido erupciones más recientes que hace 1000 años . 
• Según la datación mediante anillos de árboles, el cono volcánico de Kostal, en el campo volcánico de Wells Gray-Clearwater, podría haber entrado en erupción y haberse formado alrededor del año 1500.
• El volcán Glacier Peak entró en erupción en el siglo XVII o XVIII.
• El cono volcánico de Tseax entró en erupción en el siglo XVIII.
• El monte Hood entró en erupción entre 1781 y 1782; las fumarolas de su cima aún expulsan gases sulfurosos .
• El monte Shasta entró en erupción en 1786.
• El volcán entró en erupción hace aproximadamente 150 años , produciendo un flujo de lava de 22,5 km (14,0 millas) de longitud.  
• El Monte Rainier entró en erupción en 1854.
• El monte Baker entró en erupción en 1880; aún hoy se pueden observar fumarolas en su cima.
• Es posible que el monte Ruby haya entrado en erupción en 1898.
• El volcán Lassen Peak entró en erupción entre 1914 y 1915.
• El Monte Santa Helena entró en erupción en 1980, causando la muerte de 57 personas. (Ver erupción del Monte Santa Helena en 1980 ).

Con el inicio del Pleistoceno (hace aproximadamente un millón de años), el descenso de las temperaturas propició las condiciones favorables para la formación de glaciares continentales . A lo largo de los siglos, a medida que las nevadas superaban el deshielo y la evaporación, una gran acumulación de nieve cubrió parte del continente, formando extensos campos de hielo. Esta vasta capa de hielo continental alcanzó un espesor de unos 1200 m (4000 pies) en algunas zonas. La presión suficiente sobre el hielo provocó que fluyera hacia afuera en forma de glaciar. El glaciar se desplazó hacia el sur desde Canadá , represando ríos y creando lagos en Washington, Idaho y Montana. ^{[ 9 ]}  

El hielo bloqueó el río Clark Fork , formando el enorme lago glacial Missoula . El lago medía aproximadamente 7700 km² (3000 millas cuadradas ⁾ y contenía unos 2100 km³ (500 ^millas cuadradas ⁾ , la mitad del volumen del lago Michigan . ^{[ 10 ]}     

El lago glacial Missoula rompió la represa de hielo en numerosas ocasiones, permitiendo que un enorme volumen de agua se precipitara por el norte de Idaho y el este de Washington. ^{[ 11 ]} Estas inundaciones catastróficas recorrieron la meseta inclinada hacia el sur varias veces, erosionando los barrancos que caracterizan esta región, ahora conocida como las tierras escabrosas canalizadas . ^{[ 9 ]}

A medida que las inundaciones en esta zona avanzaban hacia el sur, se formaron dos grandes cascadas a lo largo de su curso. La mayor de ellas era la del Grand Coulee superior , donde el río rugía sobre una cascada de 240 m (800 pies) . El poder erosivo del agua arrancó trozos de basalto del precipicio, provocando que las cataratas retrocedieran 32 km (20 millas) y se autodestruyeran al abrirse paso hacia el valle del río Columbia, cerca de lo que hoy es la presa Grand Coulee . ^{[ 9 ]}    

La otra gran catarata se conoce ahora como Dry Falls . Se originó cerca de Soap Lake, en el estado de Washington, donde las capas de basalto menos resistentes cedieron ante el gran poder erosivo de este tremendo torrente y las cascadas que se formaron. Al igual que en la parte alta de Grand Coulee, el río embravecido arrancó trozos de roca de la pared de las cataratas, que finalmente retrocedieron hasta su ubicación actual. Dry Falls tiene 5,6 km (3,5 millas) de ancho, con una caída de más de 120 m (400 pies) . En comparación, las cataratas del Niágara , de 1,6 km (1 milla) de ancho y una caída de tan solo 50 m (165 pies) , palidecerían ante Dry Falls. ^{[ 9 ]}