Mentiras volcánicas: ¿Las erupciones prehistóricas estarán escondiendo su edad?
Al igual que un adolescente que quiere ser mayor, los volcanes pueden mentir acerca de su edad, o al menos sobre sus actividades. Para los niños, podrían ser pequeñas mentiras blancas, pero los volcanes pueden decir grandes mentiras con grandes consecuencias.
La investigación, descubre una de esas mentiras volcánicas.
La datación precisa de las erupciones prehistóricas es importante ya que permite a los científicos relacionarlos con otros registros, como grandes terremotos, núcleos de hielo en la Antártida, los eventos históricos como los hitos de la civilización mediterránea y los eventos climáticos como la Pequeña Edad de Hielo. Esto permite comprender mejor los vínculos entre el volcanismo y el entorno natural y cultural.
La última erupción violenta de Taupo
El lago Taupo, en la isla norte de Nueva Zelanda, es una caldera de un supervolcán de importancia mundial. La caldera se formó después del colapso del techo de la cámara magmática posterior a una erupción masiva hace más de 20,000 años.
Ahora parece que la erupción de Taupo que ocurrió en la primera parte del primer milenio ha estado mintiendo acerca de su edad. Pero al igual que muchas mentiras, finalmente se descubrió, y revela procesos emocionantes que no se habían entendido antes.
La erupción de Taupo en el primer milenio se ha fechado muchas veces con radiocarbono, produciendo un rango de edades sorprendentemente grande comprendidas entre 36 y 538 aC.
Datación por radiocarbono de erupciones
La datación por radiocarbono de material orgánico se basa en las concentraciones de carbono-14 radiactivo en una muestra que permanece en los organismos después su muerte. En las últimas dos décadas, el método se ha refinado en gran medida al combinarlo con la dendrocronología, el estudio de los efectos ambientales en el ancho de los anillos de los árboles a través del tiempo.
La datación por radiocarbono de los registros de anillos de árboles ha permitido a los científicos construir un registro confiable de la concentración de carbono-14 en la atmósfera a través del tiempo.
En principio, este registro compuesto permite fechar las erupciones haciendo coincidir la traza ondulada de carbono-14 en un árbol lapidado por una erupción con la traza ondulada de carbono-14 atmosférica a partir de la curva de referencia de la datación de concordancia de ondulaciones (WMD - wiggle-match dating).
En la actualidad, los científicos utilizan la datación de concordancia de ondulaciones como el método para la datación de erupciones, pero la técnica no es válida si el gas de dióxido de carbono del volcán está afectando a la versión de la ondulación de un árbol.
Efecto del carbono volcánico en las edades de erupción
En este estudio se volvió a analizar la gran serie de fechas de radiocarbono para la erupción de Taupo y se descubrió que las fechas más antiguas eran las más cercanas a la fisura del volcán. Las fechas fueron progresivamente más jóvenes cuanto más lejos estaban.
Este patrón geográfico inusual se ha documentado muy de cerca (a menos de un kilómetro) de los respiraderos volcánicos con anterioridad, pero nunca a la escala de decenas de kilómetros. Dos edades de concordancia de ondulaciones, tomadas del mismo bosque, ubicadas a unos 30 km del lago de la caldera, estuvieron entre las más antiguas fechas de todas.
La amplia influencia del volcán se puede explicar por la influencia de las aguas subterráneas debajo del lago y sus alrededores. El árbol con ondulaciones de Taupo creció en un denso bosque en un valle pantanoso donde el dióxido de carbono volcánico se filtraba del suelo y se incorporó a los árboles.
La proporción de carbono 13 a carbono 12 (los dos isótopos estables del carbono) en las aguas modernas del lago Taupo y el río Waikato nos dice que el dióxido de carbono volcánico está entrando al agua subterránea desde un cuerpo de magma subyacente.
¿Se pueden pronosticar grandes erupciones durante décadas?
El estudio muestra que un volumen grande y creciente de dióxido de carbono gaseoso que contiene estos isótopos estables se emitió desde lo más profundo del volcán Taupo prehistórico. Luego fue redistribuido por el enorme sistema de agua subterránea de la región, y finalmente se incorporó a la madera de los árboles fechados.
El aumento fue lo suficientemente grande durante varias décadas para alterar dramáticamente las relaciones de diferentes isótopos de carbono en la madera del árbol. Posteriormente, el bosque fue destruido por la última parte de la serie de erupciones de Taupo. Pero la dilución del carbono-14 atmosférico, por el carbono volcánico, hizo que las fechas de radiocarbono, del material del árbol de la erupción de Taupo, aparecieran alrededor de los 40 y los 300 años de edad.
El cambio precursor en las proporciones de carbono nos da una manera de obtener información sobre el pronóstico de futuras erupciones, un objetivo central en la vulcanología. Se encontró que las dataciones de radiocarbono y los datos de isótopos que sustentan la edad de "coincidencia de ondulación" aceptada actualmente alcanzaron una meseta (es decir, dejaron de evolucionar normalmente). Esto significa que durante varias décadas antes de la erupción, los anillos de crecimiento externos de los árboles tenían proporciones de carbono "extrañas", pronosticando la inminente erupción.
Se reanalizaron datos de otras erupciones importantes, incluso en Rabaul en Papua Nueva Guinea y Baitoushan en la frontera de Corea del Norte con China y se encontraron patrones similares. La química anómala imita pero supera el efecto de Suess, que revierte la evolución isotópica del carbono de la madera postindustrial. Esto implica que las mediciones de isótopos de carbono en los anillos anuales de 200 a 300 pueden rastrear los cambios en la fuente de carbono utilizada por los árboles que crecen cerca de un volcán, lo que proporciona un método potencial para pronosticar futuras grandes erupciones.
Se anticipa que esto proporcionará un enfoque importante para futuras investigaciones en supervolcanes de todo el mundo.
Holdaway, Richard N. Evidence for magmatic carbon bias in 14C dating of the Taupo and other major eruptions. Nature Communications. doi: https://doi.org/10.1038/s41467-018-06357-0
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| Este gráfico muestra todas las edades obtenidas para la erupción del primer milenio de Taupo, clasificadas por edad, representadas en un modelo digital de la Isla Norte de Nueva Zelanda. El lago Taupo es la caldera desde donde se produjo la erupción. Las edades más antiguas para la erupción se agrupan alrededor del lago Taupo, y las edades más antiguas se ubican más lejos del volcán. Créditos: Richard N. Holdaway |
La investigación, descubre una de esas mentiras volcánicas.
La datación precisa de las erupciones prehistóricas es importante ya que permite a los científicos relacionarlos con otros registros, como grandes terremotos, núcleos de hielo en la Antártida, los eventos históricos como los hitos de la civilización mediterránea y los eventos climáticos como la Pequeña Edad de Hielo. Esto permite comprender mejor los vínculos entre el volcanismo y el entorno natural y cultural.
La última erupción violenta de Taupo
El lago Taupo, en la isla norte de Nueva Zelanda, es una caldera de un supervolcán de importancia mundial. La caldera se formó después del colapso del techo de la cámara magmática posterior a una erupción masiva hace más de 20,000 años.
Ahora parece que la erupción de Taupo que ocurrió en la primera parte del primer milenio ha estado mintiendo acerca de su edad. Pero al igual que muchas mentiras, finalmente se descubrió, y revela procesos emocionantes que no se habían entendido antes.
La erupción de Taupo en el primer milenio se ha fechado muchas veces con radiocarbono, produciendo un rango de edades sorprendentemente grande comprendidas entre 36 y 538 aC.
Datación por radiocarbono de erupciones
La datación por radiocarbono de material orgánico se basa en las concentraciones de carbono-14 radiactivo en una muestra que permanece en los organismos después su muerte. En las últimas dos décadas, el método se ha refinado en gran medida al combinarlo con la dendrocronología, el estudio de los efectos ambientales en el ancho de los anillos de los árboles a través del tiempo.
La datación por radiocarbono de los registros de anillos de árboles ha permitido a los científicos construir un registro confiable de la concentración de carbono-14 en la atmósfera a través del tiempo.
En principio, este registro compuesto permite fechar las erupciones haciendo coincidir la traza ondulada de carbono-14 en un árbol lapidado por una erupción con la traza ondulada de carbono-14 atmosférica a partir de la curva de referencia de la datación de concordancia de ondulaciones (WMD - wiggle-match dating).
En la actualidad, los científicos utilizan la datación de concordancia de ondulaciones como el método para la datación de erupciones, pero la técnica no es válida si el gas de dióxido de carbono del volcán está afectando a la versión de la ondulación de un árbol.
Efecto del carbono volcánico en las edades de erupción
En este estudio se volvió a analizar la gran serie de fechas de radiocarbono para la erupción de Taupo y se descubrió que las fechas más antiguas eran las más cercanas a la fisura del volcán. Las fechas fueron progresivamente más jóvenes cuanto más lejos estaban.
Este patrón geográfico inusual se ha documentado muy de cerca (a menos de un kilómetro) de los respiraderos volcánicos con anterioridad, pero nunca a la escala de decenas de kilómetros. Dos edades de concordancia de ondulaciones, tomadas del mismo bosque, ubicadas a unos 30 km del lago de la caldera, estuvieron entre las más antiguas fechas de todas.
La amplia influencia del volcán se puede explicar por la influencia de las aguas subterráneas debajo del lago y sus alrededores. El árbol con ondulaciones de Taupo creció en un denso bosque en un valle pantanoso donde el dióxido de carbono volcánico se filtraba del suelo y se incorporó a los árboles.
La proporción de carbono 13 a carbono 12 (los dos isótopos estables del carbono) en las aguas modernas del lago Taupo y el río Waikato nos dice que el dióxido de carbono volcánico está entrando al agua subterránea desde un cuerpo de magma subyacente.
¿Se pueden pronosticar grandes erupciones durante décadas?
El estudio muestra que un volumen grande y creciente de dióxido de carbono gaseoso que contiene estos isótopos estables se emitió desde lo más profundo del volcán Taupo prehistórico. Luego fue redistribuido por el enorme sistema de agua subterránea de la región, y finalmente se incorporó a la madera de los árboles fechados.
El aumento fue lo suficientemente grande durante varias décadas para alterar dramáticamente las relaciones de diferentes isótopos de carbono en la madera del árbol. Posteriormente, el bosque fue destruido por la última parte de la serie de erupciones de Taupo. Pero la dilución del carbono-14 atmosférico, por el carbono volcánico, hizo que las fechas de radiocarbono, del material del árbol de la erupción de Taupo, aparecieran alrededor de los 40 y los 300 años de edad.
El cambio precursor en las proporciones de carbono nos da una manera de obtener información sobre el pronóstico de futuras erupciones, un objetivo central en la vulcanología. Se encontró que las dataciones de radiocarbono y los datos de isótopos que sustentan la edad de "coincidencia de ondulación" aceptada actualmente alcanzaron una meseta (es decir, dejaron de evolucionar normalmente). Esto significa que durante varias décadas antes de la erupción, los anillos de crecimiento externos de los árboles tenían proporciones de carbono "extrañas", pronosticando la inminente erupción.
Se reanalizaron datos de otras erupciones importantes, incluso en Rabaul en Papua Nueva Guinea y Baitoushan en la frontera de Corea del Norte con China y se encontraron patrones similares. La química anómala imita pero supera el efecto de Suess, que revierte la evolución isotópica del carbono de la madera postindustrial. Esto implica que las mediciones de isótopos de carbono en los anillos anuales de 200 a 300 pueden rastrear los cambios en la fuente de carbono utilizada por los árboles que crecen cerca de un volcán, lo que proporciona un método potencial para pronosticar futuras grandes erupciones.
Se anticipa que esto proporcionará un enfoque importante para futuras investigaciones en supervolcanes de todo el mundo.
Holdaway, Richard N. Evidence for magmatic carbon bias in 14C dating of the Taupo and other major eruptions. Nature Communications. doi: https://doi.org/10.1038/s41467-018-06357-0
