Por Adelina Geyer* (CSIC)

Los volcanes son unos de los fenómenos naturales más espectaculares de nuestro planeta. En los últimos 60 años se han registrado anualmente entre 50 y 80 erupciones, en las que el magma sale del interior de la Tierra a través de fracturas en el suelo dando lugar a exuberantes columnas eruptivas de varios kilómetros de altura o a espectaculares ríos de lava. Cuando pensamos en un volcán, solemos imaginarnos una gran montaña, como el gran monte Fuji (Japón), o el domo de lava Puy de Dôme (Francia). Pero olvidamos que el fondo de los océanos acoge también abundante actividad volcánica. De hecho, la gran mayoría del volcanismo en la Tierra, se estima que más del 80%, ocurre bajo el agua, tanto en zonas profundas (a kilómetros de profundidad) como someras (a algunos centenares de metros).

Vista del monte Fuji y la pagoda Chūrei-tō desde el florecido parque Arakurayama Sengen, en Fujiyoshida, prefectura de Yamanashi, en Japón central. Imagen: Reginald Pentinio / Flickr

La actividad volcánica de nuestro planeta, ya sea aérea (en la superficie terrestre) o submarina, se concentra primordialmente en los límites de las placas tectónicas. A lo largo de las zonas de dorsal o rift (límites divergentes) y las de subducción (límites convergentes) existen cambios de temperatura, presión o de composición química que permiten que las rocas del manto se fundan parcialmente y se genere magma. Este magma asciende hacia la superficie y, en ocasiones, se detiene a diferentes profundidades para acumularse en reservorios (cámaras magmáticas) que alimentan a los sistemas volcánicos. Además, un pequeño porcentaje de la actividad volcánica se origina dentro de las placas tectónicas (volcanismo intraplaca) sobre los denominados puntos calientes, zonas donde la temperatura del manto es anómalamente elevada.

Vista del volcán Puy de Dôme desde el Puy de Côme. El Puy de Dôme es, uno de los volcanes más jóvenes de la región Chaîne des Puys, en el Macizo Central, en el sur de Francia. Imagen: Clément Beckert

Coladas de lava bajo las aguas

Durante una erupción, el tipo de actividad y los materiales volcánicos generados dependen principalmente de la composición y el contenido de gas en el magma que asciende a la superficie. Además, para el caso del volcanismo submarino, otro factor principal es la profundidad de la zona de emisión de magma.

En la mayoría de las erupciones submarinas en aguas profundas, el magma suele ser de composición basáltica. El magma basáltico, de alta temperatura (1000 a 1200 °C), baja viscosidad (puede fluir con facilidad) y bajo contenido en gas, sale al fondo del océano en forma de fuentes y coladas de lava. Cuando estas entran en contacto con el agua fría (2 a 4 °C), la superficie exterior del magma se enfría rápidamente hasta convertirse en vidrio. Las lavas submarinas más comunes son las almohadilladas (pillow lavas), por sus formas más o menos esféricas o redondeadas, en forma de almohada. También son frecuentes los flujos de lava lobulados (lobate lavas), de superficie lisa o con una textura de caparazón de tortuga de vidrio fracturado por contracción, y los flujos laminares (sheet flows), que pueden presentar superficies lisas, alineaciones, pliegues, etc. La presencia de uno u otro tipo de coladas de lava no depende de la composición química, sino de las diferencias en la tasa de suministro de magma, la topografía subyacente y las condiciones del flujo.

Lavas almohadilladas en el fondo oceánico de Hawaii. Imagen: National Undersea Research Program (NURP) / Office of Oceanic and Atmospheric Research (OAR), USA

Un millón de montes submarinos

La acumulación de materiales volcánicos en el fondo del mar, especialmente de coladas de lava, da lugar a los denominados montes submarinos (seamounts). Se trata de los volcanes más abundantes de la superficie de la Tierra ─se han identificado más de un millón─, pero los menos estudiados. Los montes submarinos pasan por varias etapas de crecimiento, y es común observar en sus cumbres cráteres de tamaño muy variable: de pocas decenas de metros a unos kilómetros.

Durante la etapa de desarrollo de los montes submarinos en aguas profundas la alta presión hidrostática (presión del agua) favorece un tipo de actividad volcánica poco o nada explosiva. La presión es tan elevada que el agua no hierve de forma explosiva cuando entra en contacto con el magma. A medida que el edificio volcánico crece, el centro emisor de magma se vuelve más somero, por lo que la presión hidrostática disminuye. En este momento, comienza a haber una interacción explosiva entre el agua y el magma, similar a cuando caen gotas de agua en una sartén con aceite muy caliente. La actividad volcánica se vuelve más violenta, con fases eruptivas llamadas de tipo surtseyano (por el volcán Surtsey), que generan conos de toba ­─roca ligera formada por cenizas volcánicas­─ submarinos y superficiales. Si la actividad volcánica continúa, puede llegar a crearse una gran isla volcánica, como Tenerife o La Palma (Islas Canarias).

Erupción del volcán Surtsey (Islandia, 1963), que dio lugar al nombre del tipo de actividad surtseyana. Imagen: National Oceanic and Atmospheric Administration’s (NOAA), Office of Oceanic and Atmospheric Research (OAR), USA

Fuentes hidrotermales

Otro fenómeno relacionado con el volcanismo submarino es la actividad hidrotermal, tanto en los montes submarinos como a lo largo de las dorsales oceánicas. El agua de mar se infiltra por las fracturas de la corteza, se calienta con las rocas volcánicas y el magma que hay en profundidad, reacciona con las rocas de la corteza oceánica y vuelve a subir al lecho marino. En su camino, los fluidos hidrotermales realizan un intercambio químico con las rocas que atraviesan, dejando atrás unos elementos y recogiendo otros que traen de vuelta hacia la superficie y al océano. De esta manera, los fluidos hidrotermales transportan gases producidos por la interacción agua-roca o provenientes del magma, así como altas concentraciones de metales en solución.

Las soluciones hidrotermales surgen a través de fumarolas en el fondo del océano a temperaturas que alcanzan varias centenas de grados. Al emerger, las soluciones precipitan diversos minerales (pirita, calcopirita, etc.) que forman depósitos y sedimentos ricos en hierro y manganeso. Además, las altas concentraciones de sulfuro de hidrógeno en estas fumarolas sustentan un conjunto biológico único, que incluye bacterias oxidantes de sulfuro, que forman la base de una cadena alimentaria.

Una ‘fumarola negra’ emite chorros de fluidos cargados de partículas, predominantemente minerales de sulfuro, de grano muy fino. Las ‘fumarolas negras’ se forman a partir de depósitos de sulfuro de hierro, que es negro. Las ‘fumarolas blancas’ se forman por depósitos de bario, calcio y silicio, de color blanco. Imagen: National Ocean Service National Oceanic and Atmospheric Administration, U.S. Department of Commerce

Mucho queda por aprender del volcanismo submarino de nuestro planeta, pero los avances tecnológicos recientes como los ROV (vehículos operados remotamente) permiten tomar imágenes, vídeos e incluso recoger muestras para avanzar en el conocimiento de la dinámica y los productos de las erupciones submarinas.

¿Qué será lo siguiente que descubramos sobre el misterioso fondo del océano?

*Adelina Geyer es investigadora del CSIC en el Instituto de Geociencias de Barcelona (GEO3BCN – CSIC) y miembro del Grupo de Volcanología de Barcelona. Geyer divulga la ciencia de los volcanes para público general e infantil.