¿QUÉ OCURRIÓ EN EL ESTRECHO DE BERING?

Un artículo de la revista Science Advances (T. Pico, J. X. Mitrovica and A. C. Mix. 2020) recopila una serie de estudios sobre las inundaciones del Estrecho de Bering que han permitido detectar la fuente del evento climático Younger Dryas.

Younger Dryas, evento de enfriamiento súbito del clima cuando terminaba la última glaciación.

Durante el último periodo glacial, las capas de hielo continentales expansivas bajaron el nivel del mar global aproximadamente 130m, exponiendo un puente terrestre en el Estrecho de Bering. Durante la posterior desglaciación, el nivel del mar aumentó rápidamente e inundó el estrecho, uniendo los océanos Ártico y Pacífico. 

Estrecho de Bering, separa Asia de Norteamérica.

El momento de la última separación de las principales capas de hielo de América del Norte (Laurentide y Cordilleran) es fundamental para los estudios paleoclimáticos y para poder argumentar sobre la teoría de que se ocasionó un puente, sin hielo, que sirvió como vía para la migración humana temprana.

•  Sin embargo, los esfuerzos para limitar las teorías sobre la retirada de las capas de hielo localizadas en Laurentide y Cordilleran se han visto limitados por observaciones geológicas dispersas (Arthur S.Dyke. 2007).
• El ajuste isostático glacial debido a la desintegración de estas capas de hielo, eliminando su peso sobre el continente, provocaría una caída local del nivel del mar que influiría en el estrecho de Bering, situado a aproximadamente 2000 km al oeste.
• La inmersión del Estrecho de Bering moduló la circulación oceánica, ya que proporcionó un camino de retorno para las aguas del Pacífico, de relativamente baja salinidad, al norte del Océano Atlántico a través del Océano Ártico (Aixue Hu et al. 2010).

Capas de hielo Laurentide y Cordilleran

El momento en que se dio esa conexión inicial es, por lo tanto, un tema clave en la reconstrucción de la extensión de hielo, la variabilidad del océano y el clima.

El estudio de una simulación gravitacional del nivel del mar, basada en los procesos que sigue el hielo, contribuyó a conocer el momento en el que se dio ese deshielo de las capas de Laurentide y Cordilleran en la región oeste. Dicha simulación, a su vez, predice una evolución tal de las costas regionales que proporcionaría la condición necesaria para que se diera la migración humana a las Américas.

Puente en el estrecho de Bering

Observaciones del resurgimiento del Estrecho de Bering:

• La profundidad del umbral actual en el estrecho de Bering es de 53m. Si suponemos un desplazamiento vertical mínimo debido a efectos tectónicos, de erosión y de sedimentación a largo plazo, el nivel del mar local debió haber alcanzado esta elevación para que los océanos Ártico y Pacífico estén conectados.     
• Observaciones de Keigwin y Jakobsson muestran dataciones de los sedimentos de la zona hace 11.5 mil años de edad.



Molusco Macoma

• La aparición de especies del Pacífico en el Ártico proporcionó información sobre el momento de la inundación del Estrecho de Bering. Dyke y Savelle (antropólogos canadienses) encontraron especies endémicas del Pacífico en zonas elevadas de playa en el Ártico canadiense, específicamente huesos de ballena y el molusco Macoma, y fecharon estos especímenes (10.9 y 12.6 mil años atrás).  Más recientemente, J. H. Inglaterra y Furze (ambos geólogos) fecharon tres muestras de una especie de molusco que probablemente migró desde el Pacífico Norte hace 13.3 mil años; lo que demuestra que existía una conexión Pacífico-Ártico al menos 2 mil años antes de lo que parecían mostrar los núcleos de sedimentos.

Por tanto, estas dos líneas de evidencia: registros de sedimentos y dispersión de especies; apuntan a unos tiempos iniciales de inundación del Estrecho de Bering de hace aproximadamente 11.5 y 13.3 miles de años. Estos conjuntos de datos, aparentemente contradictorios, sugieren la posibilidad de una doble apertura del Estrecho de Bering. Sin embargo, esto no sido aclarado por los científicos.  Lo que se sabe a ciencia cierta es que este escenario concuerda con la hipótesis que sustenta que una descarga de agua dulce procedente del Océano Ártico ralentizó la circulación termohalina (parte de la circulación oceánica a gran escala que es determinada por los gradientes de densidad globales producto del calor en la superficie y los flujos de agua dulce) del Atlántico Norte (debido a la conexión entre los océanos Ártico y Pacífico) y desencadenó un evento climático abrupto conocido como Younger Dryas, que se dio hace 12.900-11.700 años (a finales del Pleistoceno).

Circulación termohalina del Atlántico Norte

Es realmente asombroso el hecho de que llevando a cabo estudios sobre un evento específico se puedan llegar a obtener pistas que resuelvan el por qué de otros acontecimientos que no estaban del todo claros. Este artículo es un vivo ejemplo de que de todas las actividades e investigaciones científicas se consigue algo, se descubre algún hecho antes desconocido que abre aún más puertas hasta llegar al final del enigma. Por ello, la ciencia me parece tan fascinante.

Y, bueno, hasta aquí mi tercera entrada en el blog. ¡Espero que os haya resultado interesante! Nos vemos en la próxima 😉. 

Artículo original:

T. Pico, J. X. Mitrovica and A. C. Mix. (2020). Sea level fingerprinting of the Bering Strait flooding history detects the source of the Younger Dryas climate event. Science Advances. Vol. 6, no. 9 DOI: 10.1126/sciadv.aay2935

Otras fuentes de información:

Aixue Hu, Gerald A. Meehl, Bette L. Otto-Bliesner, Claire Waelbroeck, Weiqing Han, Marie-France Loutre, Kurt Lambeck, Jerry X. Mitrovica & Nan Rosenbloom. (2010). Influence of Bering Strait flow and NorthAtlantic circulation on glacial sea-level changes. Nature Geoscience volume 3, pages 118–121.   

Arthur S.Dyke. (2007). An outline of North American deglaciation with emphasis on central and northern Canada. Science. DOI: https://doi.org/10.1016/S1571-0866(04)80209-4

Arthur S. Dyke and James M. Savelle. (2017). Holocene History of the Bering Sea Bowhead Whale (Balaena Mysticetus) in Its Beaufort Sea Summer Grounds off Southwestern Victoria Island, Western Canadian Arctic. Cambridge University Press. DOI: https://doi.org/10.1006/qres.2001.2228

Jenna C.Hill & Neal W.Driscoll. (2008). Paleodrainage on the Chukchi shelf reveals sea level history and meltwater discharge. Science. DOI: https://doi.org/10.1016/j.margeo.2008.05.018

John H. England and Mark F.A. Furze. (2017). New evidence from the western Canadian Arctic Archipelago for the resubmergence of Bering Strait. Cambridge University Press. DOI: https://doi.org/10.1016/j.yqres.2008.03.001

Condiciones de hielo y agua subterránea en las cuencas de permafrost de noreste de Canadá

Los glaseados son masas de hielo en forma de lámina que se forman en la superficie del suelo o en canales fluviales a partir de la filtración del agua subterránea. Aunque se conoce la presencia de hielo en el paisaje, pocos estudios investigaron su distribución regional y exploraron las relaciones con factores del terreno, incluyendo el permafrost y las condiciones de flujo de base invernal. En dicho estudio se mapea la distribución de glaseados en un área de 618,430 km²  del noroeste de Canadá a partir de una pila de 573 imágenes de Landsat (1985–2017) y determinó, utilizando datos hidrométricos, la contribución del flujo base de invierno a la descarga anual total de 17 ríos en el área de estudio.

Esquema representativo de la formación de un Karst

 La formación de hielo mapeada se produce preferentemente en las estribaciones de regiones montañosas kársticas muy defectuosas en el permafrost continuo.
El flujo de base es el caudal que se observa en un curso de agua al final de un periodo de estiaje. Dicho flujo en invierno y su contribución a la descarga anual fue menor en las cuencas de permafrost continuas que en el permafrost discontinuo, pero mostró un aumento general durante el período 1970-2016. Con esto se puede llegar a la conclusión que la distribución de la formación del hielo puede ser sensible a las temperaturas del aire en invierno y a las condiciones de flujo de base en invierno. También puede que las capas de hielo ubicadas en el limite sur del permafrost continuo serian mas sensibles a la degradación.

Imagen donde se representa el Permafrost Continuo

Perfil de temperatura vertical de capa activa en permafrost

En el noroeste de Canadá y Alaska, el calentamiento climático ha provocado un aumento en el espesor de las capas activas y las temperaturas de permafrost que han afectado los procesos hidrológicos. La capa activa del permafrost es como tal la capa superior del mismo, la cual se descongela en verano y se vuelve a congelar en otoño.

Por ejemplo, la reciente reducción en el área de estanques y lagos en el permafrost discontinuo se ha asociado con un aumento en el drenaje y la conectividad debajo del subsuelo.

Laminaciones de hielo en una
 lámina de aufeis

Además, a pesar de los pocos cambios en la descarga anual total, existe evidencia de las estaciones de medición de un aumento en el flujo base de invierno para muchos ríos. Estas condiciones cambiantes de permafrost y aguas subterráneas pueden afectar la formación de hielo estacional debido a la congelación de las aguas subterráneas que se filtran a la superficie, como la formación de hielo, también conocida como clavada o aufeis.

El flujo sostenido de agua subterránea que forman estas características proporciona hábitats críticos para la hibernación de ciertas especies de peces, incluido el Dolly Varden y es una fuente de agua potable perenne para algunas comunidades del norte. Por lo tanto es aquí donde comenzamos a observar las consecuencias de pequeños cambios de algo que desde fuera consideraríamos como insignificante y que por ejemplo para dichas comunidades significa perder su fuente de agua potable.

Los glaciares también pueden almacenar grandes cantidades de hielo que se derrite progresivamente durante el verano y recarga los arroyos y ríos locales mucho después del derretimiento de los bancos de nieve que yacen tarde.

La formación de hielo es una masa de hielo horizontal a sub-horizontal en forma de lámina que se desarrolla durante el invierno en la superficie por la congelación del agua subterránea que se filtra repetida o continuamente desde el suprapermafrost, de un manantial (hielo en primavera) o que emerge desde abajo del hielo del río. Debido a la fluctuación o cambio climático, algunas regiones de permafrost pueden desarrollar una capa no congelada entre la capa activa de descongelación / congelación estacional y el permafrost. La capa se llama supra-permafrost (por encima del permafrost).

Representación de supra-permafrost

Se han notificado casos de hielo en todas las regiones árticas y los estudios se han centrado en sus características morfológicas, su desarrollo y equilibrio energético sus contribuciones estacionales y perennes a la descarga fluvial.

La formación de hielo primaveral se forma comúnmente en lugares donde el flujo de agua subterránea perenne a través de un talik es forzado a la superficie por una reducción en la permeabilidad del acuífero debido al permafrost que impide el flujo subterráneo.

La formación de hielo en primavera y en los ríos tiende a ocurrir en el mismo lugar año tras año, generalmente con la misma forma, y ​​es más grande que la formación de hielo en el suelo que tiene una recurrencia espacial y temporal más aleatoria en el paisaje . Dado el fuerte vínculo entre la formación de hielo y el flujo de agua subterránea, se puede obtener información sobre la respuesta de la formación de hielo bajo el permafrost degradante y las condiciones cambiantes del agua subterránea investigando su distribución en el paisaje y las relaciones con el terreno y las condiciones de descarga invernal.

El área de estudio en el noroeste de Canadá varía de 62 a 69 ° N y de 118 a 140 ° W; cubriendo un área de aproximadamente 618,430 km^2.  Las elevaciones varían desde el nivel del mar a lo largo de la costa del mar de Beaufort hasta 2920 m snm en las montañas Mackenzie, con casi el 50% del área de estudio ubicada por debajo de los 400 msnm.

El sector norte incluye terrenos aluviales y glaciares bajos. El sector sur es más montañoso e incluye las montañas Mackenzie, Selwynn y Ogilvie.

La geología del área de estudio está compuesta predominantemente por arenisca del Cretácico inferior. 

La vegetación va desde la tundra en las llanuras del norte y las regiones montañosas hasta los bosques boreales en la región sur. Los humedales y las turberas se vuelven más comunes hacia el sur en el valle de Mackenzie.

En dicho artículo también describe detalladamente los tipos de rocas que encuentran los investigadores en su estudio, y el tipo de vegetación ya que todo ello al final va a tener una repercusión en los resultados obtenidos.

También un seguimiento del clima en el área de estudio muestra que desde 1980, la región norte ha experimentado una tendencia de calentamiento de 0.07 a 0.11 ° C año ⁻¹ , mientras que la región más meridional experimentó un calentamiento de 0.01 a 0.07 ° C año ⁻¹.

Formación de hielo en el noroeste de Canadá. La formación de hielo se identificó utilizando un enfoque semiautomático y una densa pila de imágenes Landsat. También se muestran estaciones de medición activas y cuencas hidrográficas de nivel 3 (consulte la Tabla 1 para ver los  nombres de las estaciones de medición). Fondo del modelo de elevación digital (DEM) derivado de 30 m de datos de elevación digital canadiense ( www.geogratis.ca ). Mapa generado con ArcGISv10.

Cuando el hielo comienza a derretirse, las infraestructuras en la capa superior pueden cambiar y colapsar

Carretera de Dempster que une el sur de Canadá con los Territorios del Noroeste después de que colapsó porque las temperaturas más cálidas causaron que el permafrost de abajo se descongelara.

Dicho estudio tiene como objetivo: mapear la distribución de glaciares de primavera y de ríos en el noreste de Canadá a partir de imágenes obtenidas de Landsat (1985-2017), y determinar utilizando datos hidrométricos históricos de Environment Canadá (ministerio encargado del clima y ambiente canadiense) la contribución del flujo base de invierno a la descarga anual total de ríos en el área de estudio y sus tendencias temporales (1970-2016). Con base en los resultados, se exploraron las relaciones entre la distribución de hielo, el terreno y las condiciones de flujo base de invierno que pueden informar acerca de la respuesta de hielo a las cambiantes condiciones de permafrost y agua subterránea.

El derretimiento del permafrost puede dar lugar a una liberación masiva de metano y otros gases, que es un factor importante que contribuye al calentamiento global.

Cuando el carbono almacenado durante mucho tiempo se libera a la atmósfera, aumenta la temperatura, lo que provoca más descongelación y desencadena una liberación adicional de carbono.

Por lo tanto en el articulo se muestran los resultados de dicho estudio en el cual se 

como por ejemplo la identificación de un total de 1402 glaseados con 30% de ocurrencia anual entre 1985–2017 o también casos conocidos de formación de hielo en el Parque Territorial Tombstone.

Parque Territorial Tombstone

Así poder observar como en el tiempo puede cambiar las condiciones del hielo de dicha zona en Canadá que es muy importante ya que ocupa un  25% de la tierra en el hemisferio norte, es decir que un cambio tan pequeño como el descongelamiento del permafrost puede traer grandes consecuencias en el propio territorio pero también en el mundo.

Referencias bibliográficas

Crites, H., Kokelj, S.V. & Lacelle, D. Icings and groundwater conditions in permafrost catchments of northwestern Canada. Sci Rep 10, 3283 (2020). https://doi.org/10.1038/s41598-020-60322-w

Rutledge, K.; Ramroop,T.; Boudreau,D.; McDaniel,M.; Teng,S.; Sprout,E.; Costa,H.; Hall,H.; Hunt,J. Nationalgeographic. 2011. Geologia: Permafrost. [web de internet]. Disponible en <https://www.nationalgeographic.org/encyclopedia/permafrost/> [con acceso el 6 de marzo de 2020]

Wikipedia. 2019. Definiciones usuales en hidrología. [web de internet]. Disponible en < https://es.wikipedia.org/wiki/Anexo:Definiciones_usuales_en_hidrolog%C3%ADa> [con acceso el 6 de marzo de 2020]

Polarpedia. Geologia: Capa Activa. [web de internet]. Disponible en < https://polarpedia.eu/es/capa-activa/> [con acceso el 7 de marzo de 2020]

Wikipedia. 2019. Geologia: Talik suprapermafrost. [web de internet]. Disponible en < https://en.wikipedia.org/wiki/Talik> [con acceso el 7 de marzo de 2020]

D’Amore, R. Global News. 2019. Ambiente: ¿What is permafrost and what does it mean for Canada as it thaws?. [web de internet]. Disponible en <https://globalnews.ca/news/5408373/what-is-permafrost-canada-climate/> [con acceso el 8 de marzo de 2020]

FALLAS ACTIVAS

El científico Hao Kuo-Chen, con la colaboración de otros científicos nos explican en el revista nature communications los estudios realizados sobre la actividad tectónica en el estrecho de Taiwán.

En el estrecho occidental de Taiwán se observó una gran actividad tectónica que pudo haber causado los grandes y destructivos terremotos de China. Gracias a la aportación de una serie de datos sísmicos se puede localizar y hacer una representación de la falla de Binhai, describiendo la sismicidad, e indicándonos que las fallas llegan al fondo del mar y que están activas.

La falla de Binhai se encuentra en una de las primeras etapas de deslizamiento de impacto dextral, es decir, se mueve relativamente hacia la derecha.

A pesar de la gran cantidad de terremotos producidos en China, en concreto en la costa de Fujian, no se sabe mucho sobe la estructura geológica, y tampoco sobre la actividad tectónica aunque muchas personas e infraestructuras puedan correr peligro.

Esta falta de información se debe a la poca atención que se le ha dado a la estructura geológica. Durante los años 70-80 se centraron en el estrecho de Taiwán donde una gran parte de los datos de la actividad sísmica recogida en este estrecho no se dio a conocer a los científicos para que pudieran realizar un buen estudio.

Recientemente, los científicos se han centrado en el estrecho de Taiwán donde han recogido datos sísmicos que indican que hay un sistema de fallas, llamado falla de Binhai.

Esta falla rodea la costa de China desde el este de la isla de Hainan, pasando por el estrecho de Taiwán hacia la cuenca del mar de China Oriental.

La tectónica de esta zona comenzó produciéndose con una ruptura, en el comienzo del Eoceno y a finales del Oligoceno evolucionando hacia el fondo marino y dando lugar a una cuenca hacia el mar del Sur de China.

La ruptura continuó expandiéndose durante el Mioceno creándose una plataforma dando lugar a numerosos basaltos. Esto dio lugar a la cuenca que hoy en día se encuentra en el estrecho de Taiwán con numerosos sedimentos.

Se está produciendo la reactivación de fallas del Cenozoico con una sismicidad general que crea una baja actividad tectónica dando lugar a una relativa quietud tectónica, a pesar de haber fallas activas en el sur.

Para poder determinar con precisión y hacer una representación de la falla de Binhai se tomaron una serie de datos sísmicos determinando la corteza superior y su cinemática. Al observar los resultados se vio que la sismicidad predomina en la parte central del área estudiado.

El estrecho de Taiwán siempre ha mostrado una inactividad tectónica, pero con los resultados obtenidos recientemente, los científicos pudieron ver que este sistema de fallas que llega al fondo marino está activo. Aunque no se sabe el origen de los antiguos terremotos ya que no había sismómetros tan desarrollados, pero se piensa que posiblemente algunos de los grandes terremotos históricos ocurridos en China tengan que ver con esta actividad tectónica, ya que estas regiones son activas.

Como conclusión, me ha parecido muy interesante hablar sobre este tema ya que es algo que no todos conocemos. Además, es algo importante ya que debido a estas fallas activas se producen algunos de los terremotos más importantes y es importante conocer la actividad tectónica para intentar controlar los terremotos en la medida de lo posible poniendo en peligro a la menor cantidad de personas e infraestructuras.

Cita este artículo

Zhang, Y., Kuo-Chen, H., Alvarez-Marron, J. et al. Imágenes de fallas activas en el estrecho occidental de Taiwán. Sci Rep. 10, 3703 (2020). https://doi.org/10.1038/s41598-020-60666-3

Bibliografia:

https://www.nature.com/articles/s41598-020-60666-3

LA ACTIVIDAD VOLCÁNICA Y SUS EFECTOS SOBRE EL CLIMA MUNDIAL ¿CANTIDAD O COMPOSICIÓN QUÍMICA?

LA ACTIVIDAD VOLCÁNICA Y SUS EFECTOS SOBRE EL CLIMA MUNDIAL ¿CANTIDAD O COMPOSICIÓN QUÍMICA?

Existe un gran desconocimiento en cuanto al significado del calentamiento global, habitualmente se utilizan los conceptos de calentamiento global y cambio climático como sinónimos, cuando en realidad son conceptos diferentes.
El calentamiento global, es la causa del cambio climático, es decir, el aumento de la temperatura del planeta, provocan variaciones en el clima.

Las erupciones son un factor de la formación de cortezas, el estudio de las erupciones volcánicas, nos puede ayudar a mejorar los modelos climáticos, a la vez nos permite hacer predicciones climáticas estacionales e interanuales después de erupciones de gran magnitud ya que las erupciones volcánicas son una de las causas naturales del cambio climático en muchas escalas de tiempo, también proporciona apoyo para la teoría del inviernonuclear, . También permite separar las causas naturales de cada cambio climático de los efectos antropogénicos, que nos da una mayor confianza en la atribución del calentamiento global reciente a causas antropogénicas, y para finalizar, el estudio de las respuestas del clima a las erupciones volcánicas nos ayuda a comprender mejor los procesos de radiación importantes y dinámicos en el sistema climático.

Las plumas volcánicas representan el mecanismo principal para transferir calor y materia desde el interior de la Tierra a la superficie de esta, también existen procesos atmosféricos a gran escala que dispersan las plumas volcánicas a escala global produciendo efectos en el cambio climático mundial. Es primordial identificar los tipos de erupciones volcánicas que existen, para poder conocer e identificar los procesos atmosféricos y los efectos que pueden estos llegar a producir en el cambio climático.

Conceptos básicos para refrescar:

La tierra está formada por una serie de capas que envuelven al núcleo terrestre, la capa más superficial se denomina corteza, contiene todos los océanos y continentes, así como los diferentes accidentes topográficos terrestres, por debajo de ella se encuentra el denominado manto terrestre, que consiste en dos partes: la primera llamada manto superior y la segunda denominada manto inferior, luego podemos apreciar el núcleo interno. Éste último constituye el centro de la Tierra. Tanto el núcleo interno como el externo están formados de hierro con pequeñas cantidades de níquel, pero en el núcleo interno se encuentra en estado sólido, mientras que en el núcleo externo está parcialmente fundido, comportándose como un fluido. La temperatura estimada para esta capa es superior a los 3,000° C, lo cual hace que se mueva de forma conectiva. La corteza terrestre no está conformada de una sola pieza, como un cascarón que envuelve la tierra, está fracturada y formada por diferentes “pedazos”, cada “pedazo” se denomina placa.

Tabla 1. Tipos de roca profundidades y flujos de calor debido al transporte por conducción en las capas que forman la corteza y parte del manto superior en una región montañosa.

Cuando dos placas chocan o se empujan una a otra, el borde de una placa puede encajarse a fuerza bajo el borde de otra, al descender las rocas de la primera de abajo la superficie se somete a un intenso calor, lo cual se cree que se debe a la radiactividad de las rocas que las rodean, está tremenda presión que hay  por debajo de la superficie impide que la roca se funda a pesar de la alta temperatura, se estima del orden de 2.000° C.  En algunos puntos, como en el fondo de la corteza y la parte superior del manto, la temperatura es lo bastante alta y la presión lo bastante baja para fundir la roca sólida, la cual derretida forma “charcos” de piedra, casi líquida, llamada magma. Los gases disueltos del magma se escapan con facilidad, y esto afecta la forma en la que el volcán hace erupción, por lo general los gases escapan a altas temperaturas y varios son mortalmente venenosos.

Cabe destacar que no todos los volcanes son iguales, existen varios tipos, y la mayoría de ellos comparten determinados rasgos, como la salida a la superficie del magma, (mezcla de roca fundida, vapor de agua y gases).  La forma de un volcán va a depender del tipo de erupción, donde encontramos los centrales y los de fisura.

Los centrales en ellos el magma alcanza la superficie a través de un canal vertical o cráter, se pueden localizar en cualquier lugar del mundo, independientemente de su entorno geológico. 

Los volcanes de fisura están relacionados con zonas de tensión en la corteza que van a provocar fracturas verticales por las que el magma va a ascender formando diques. Este tipo de volcanes va a estar restringido a áreas en las que los esfuerzos de tensión predominen, por ejemplo, las cordilleras oceánicas.

A su vez el tipo de erupción depende de las características químicas del magma, o sea, el tipo de material que arrojan. En este aspecto se puede encontrar un paralelismo entre un volcán y un manantial termal, ambos arrojan fluidos calientes a la superficie (magma y agua respectivamente) y se puede clasificar de acuerdo con su composición química).

1.2 En la presente figura se muestran zonas volcánicas, así como volcanes con reciente actividad volcánica. En Australia no hay volcanes.

Las localizaciones volcánicas, en su mayor parte los volcanes se encuentran en zonas que se localizan cerca del mar, figura 1.2. Se cree que la placa gigante del pacífico es la causante del mayor número de volcanes activos, ya que esta enorme masa está ejerciendo presión sobre las costas occidentales de América del Norte y del Sur, así como sobre la costa oriental de Asia, por consecuencia todo el océano pacífico está rodeado por zona de volcanes que se le llama cinturón del circumpacífico o cinturón del fuego.

De los más de mil volcanes en el mundo, 576, en promedio anual, presentan cierta actividad (tan solo en Estados Unidos se consideran 68 potencialmente activos, el tercer país después de Japón e Indonesia), y un promedio anual de 50- 60 entran en erupción.

Los volcanes de Hawái poseen una composición basáltica por lo que arrojan magma poco viscosa, casi líquida, las burbujas que se forman de los gases volcánicos o de agua, en este tipo de magmas ascienden más rápido de lo que crecen radialmente, ocasionando una liberación de gases de manera tranquila y sin explosiones, en cambio en los magmas andesíticos, las burbujas crecen más radialmente de lo que ascienden en el seno del material, debido a que los magmas son más viscosos. Al crecer rápido producen altas presiones en el seno del magma y ocasionan explosiones en las que el magma es lanzado hacia la atmósfera en forma de fragmentos incandescentes, que se enfrían en la atmósfera y caen al suelo en formas de granos de arena de diversos tamaños.


En general, los principales gases y partículas emitidas por los volcanes son vapor de agua, bióxido de carbono, monóxido de carbono, bióxido de azufre, sulfuro de hidrógeno, hidrógeno, cloro, flúor, nitrógeno, metano y ceniza.

La manera en que afectan las erupciones volcánicas al tiempo y clima.

Las erupciones volcánicas pueden inyectar en la estratósfera decenas de químicos, gases activos y partículas sólidas en aerosol que afectan el balance radiactivo de la Tierra y el clima, alterando el equilibrio químico estratosférico.

Figura 1.3. Diagrama esquemático de entradas volcánicas en la atmósfera y sus efectos.

Las nubes volcánicas, después de semanas, convierten el SO2 en aerosoles de sulfato, esta nube de aerosoles, con un tiempo de aproximadamente 1 año, tiene consecuencias importantes en la radiación, tanto en onda corta como en onda larga. La perturbación resultante en el balance de radiación de la Tierra afecta las temperaturas superficiales a través de los efectos radiactivos directos, así como a través de efectos indirectos sobre la circulación atmosférica. En las regiones frías de la estratósfera, las partículas de aerosol también pueden servir como superficies para reacciones químicas heterogéneas que liberan cloro, destruyendo la capa de ozono de la misma manera que los aerosoles de agua y de ácido nítrico en las nubes estratosféricas polares.

El componente principal de las erupciones volcánicas es material magmático, que emerge como sólido, material lítico o se solidifica en partículas grandes, que se conocen como cenizas; estas partículas se caen de la atmósfera muy rápidamente, en escalas de tiempo en minutos y a unas pocas semanas en la tropósfera.

Se estima que los volcanes emiten anualmente unos diez millones de toneladas de SO2 de los cuales aproximadamente el 10% llega a la estratosfera (Halmer). El 90% restante permanece en la troposfera y su efecto en el sistema climático también es nulo. Para que el efecto en la temperatura global sea apreciable es necesaria una inyección masiva de aerosoles a la estratosfera que sea proporcionada por erupciones algo que como mucho suele ocurrir una o dos veces cada siglo. El último caso lo protagonizó en 1991 el volcán Pinatubo en Filipinas: desde el 13 hasta el 15 de junio la erupción inyectó 20 millones de toneladas de SO2 a una altura de 25 kilómetros y 3 semanas después la nube de aerosoles cubría toda la superficie del planeta provocando que el año siguiente la temperatura global descendiese entre 0.5 y 0.8 grados (Parker).

¿Dónde están los importantes sitios potenciales para futuras erupciones?

Para el monitoreo, predicción de respuesta a emergencias, aviones de alerta, y en tiempo real de la respuesta climática, es útil saber que volcanes son más propensos a entrar en erupción ya que esto implicaría la mejora en la realización de los mapas de riesgos y catálogos de peligros, todo esto con la ayuda de los trabajadores locales. Sabemos que en nuestro planeta el vulcanismo es uno de los procesos naturales que su potencial destructivo se potencializa al establecer ciudades en zonas de peligro o de actividad latente, esta situación será cada vez más común pues aumentará con el crecimiento natural de la población.

Los futuros avances en la comprensión de este importante aspecto de las interacciones planetarias de la litósfera en el sistema climático, será el resultado de los proyectos financiados que responden a las preguntas de esta índole, es necesario comprender los grandes efectos de este fenómeno, su ocurrencia puede dar lugar a grandes catástrofes, pero las consecuencias pueden ser reducidas si se comprende su naturaleza.

En resumen, el conocimiento actual de los efectos de grandes erupciones volcánicas nos proporciona la posibilidad de hacer predicciones climáticas estacionales e interanuales del calentamiento invierno en el hemisferio norte y refrigeración en verano después de grandes erupciones tropicales, además, las erupciones volcánicas proporcionan un análogo para algunas partes de la teoría del invierno nuclear. Efectos climáticos de una inyección masiva de aerosoles de hollín a la atmósfera por los incendios después de un holocausto nuclear mundial. El estudio de los efectos volcánicos en el clima nos permite separar las causas naturales del cambio climático inter-década de los efectos antropogénicos, las principales causas potenciales del cambio climático en una escala de tiempo para variaciones solares, las erupciones volcánicas y los gases antropogénicos de efecto invernadero.

La importancia del estudio de los volcanes es muy importante debido a que en la historia de la vida del planeta en la era del Pérmico-Triásico, una errupcion volcánica causo una extinción masiva, generando el termino y la extinción del 70% de los vertebrados terrestres y el 90% de las especies en los océanos, se considera que ha sido el peor desastre que jamás ha golpeado a la vida en la Tierra, si este hecho sucurrio una vez, que nos asegura de que no pueda volver a pasar en el presente.

Referencias: 

Pérez Flores, E. I. (2020). La actividad volcánica y sus efectos sobre el clima mundial…¿ Cantidad o composición química? (Bachelor's thesis, Benemérita Universidad Autónoma de Puebla).

Referencias para profundizar.

Halmer, M. M., Schmincke, H. U., & Graf, H. F. (2002). The annual volcanic gas input into the atmosphere, in particular into the stratosphere: A global data set for the past 100 years. Journal of Volcanology and Geothermal Research, 115(3–4), 511–528. https://doi.org/10.1016/S0377-0273(01)00318-3.

Parker, D. E., Wilson, H., Jones, P. D., Christy, J. R., & Folland, C. K. (1996). The impact of Mount Pinatubo on world-wide temperatures. International Journal of Climatology, 16(5), 487–497.

Pintando dinosaurios

En mi última entrada os hablé acerca de dos especies de ornitópodos descubiertos en Teruel. Siempre que pensamos en dinosaurios nos viene a la mente imágenes de grandes reptiles cubiertos de escamas y con afilados dientes. A esto han contribuido las numerosas películas que hemos vistos y los dibujos que ilustran los esqueletos y fósiles que encontramos en los museos. Pero, ¿Cómo los científicos han llegado ha este tipo de ilustraciones? En su último artículo, Amy McDermott (Science and Culture: Dinosaur art evolves with new discoveries in paleontology) habla sobre el "paleoarte".  Este término sirve para nombrar la expresión artística que representa temas relacionados a la paleontología, principalmente la representación de criaturas hoy extintas. 

Durante mucho tiempo, con los descubrimientos paleontológicos realizados, se conocían solamente algunas características físicas muy concretas acerca de los animales y plantas hallados. Debido a esto, los artista encargados de la representación de dichos seres vivos debían rellenar algunos huecos con su imaginación. Pero gracias a los nuevos descubrimientos hechos a partir de 1990 y los novedosos métodos que se emplean en la actualidad, se ha podido llegar a conocer en mayor profundidad detalles acerca de las escamas, piel, plumas y grasa de los dinosaurios. De hecho en 2017 se publicó un artículo, acerca de un yacimiento en el nordeste de México, en el que se pudo hallar muy bien conservado unos restos de plesiosaurio. El esqueleto hallado estaba rodeado de piel y una grasienta y gruesa capa de tejido subdérmico, teniendo así una gran similitud con los mamíferos marinos actuales.
                                       
De hecho se ha tenido que esperar décadas para poder conocer algunas de las incogniticas acerca de la apariencia física de algunas especies; es el caso de Archaeopteryx. El primer fósil de dicha especie fue hallado en 1861 en Alemania, pero no fue hasta 2012 que pudimos saber el color de su plumaje.
Fue gracias a un escáner de microscópico electrónico que se pudieron detectar melanosomas y comparándolos con los de especies de aves actuales se pudo saber que sus plumas eran negras. 

A pesar de todo esto muchas veces los científicos no pueden afirmar con seguridad el aspecto de un dinosaurio, como es el caso del T.rex. Los fósiles descubiertos en los últimos 20 años, demuestran que esta especie poseía plumas en todo el cuerpo, pero hace 3 años descubrieron que los T.rex tenían ciertas zonas de piel escamosas y sin plumas. Esto ha supuesto un gran debate en la comunidad científica pues algunos mantiene firme la posición de que la especie estaba únicamente cubierta de plumas, por lo que números paleoartitas se mantiene fieles a los dibujos realizados durante los últimos años. Aunque algunos de estos son reacios ante una postura tan inflexible. Por ejemplo  Julius Csotonyi, decidió ilustrar a los jóvenes Tyrannosaurus llenos de plumas, mientras que aquellos que eran más adultos con la piel cubierta de escamas.

El conocer el aspecto físico de estos seres vivo y poder tener una aproximación de como lucían los dinosaurios es una tarea compleja que requiere la participación de artistas y científicos trabajando conjuntamente, a la par que un estudio en profundidad de la especie que se quiere representar, pues solo el esqueleto no nos es suficiente para saber algunas de las características anatómicas de estos animales extintos. 



 Bibliografía
McDermott, A. 2020. Science and Culture: Dinosaur art evolves with new discoveries in paleontology. Proc Natl Acad Sci U S A, 117(6): 2728–2731.

Webgrafía
 
https://es.wikipedia.org/wiki/Paleoarte

https://dinosaurioss.com/plesiosaurios/

https://www.dinosaurios.info/d-archaeopteryx.html

https://es.wikipedia.org/wiki/Tyrannosaurus_rex