Una caldera es un gran hueco parecido a un caldero que se forma poco después del vaciado de una cámara de magma en una erupción volcánica. Cuando entran en erupción grandes volúmenes de magma en poco tiempo, se pierde el soporte estructural de la roca sobre la cámara de magma. La superficie del suelo luego colapsa hacia abajo en la cámara de magma vacía o parcialmente vacía, dejando una depresión masiva en la superficie (de uno a docenas de kilómetros de diámetro). [1] Aunque a veces se describe como un cráter , la característica es en realidad un tipo de sumidero , ya que se forma a través del hundimiento.y colapso en lugar de una explosión o impacto. Se sabe que solo se han producido siete colapsos formadores de calderas desde 1900, el más reciente en el volcán Bárðarbunga , Islandia, en 2014. [2]
Etimología
El término caldera proviene del español caldera y del latín caldaria , que significa "olla de cocina". [3] En algunos textos también se usa el término inglés caldero , [4] aunque en trabajos más recientes el término caldero se refiere a una caldera que ha sido profundamente erosionada para exponer las camas debajo del piso de la caldera. [3] El término caldera fue introducido en el vocabulario geológico por el geólogo alemán Leopold von Buch cuando publicó sus memorias de su visita de 1815 a las Islas Canarias , [nota 1] donde vio por primera vez la caldera de Las Cañadas en Tenerife , con el Monte Teide dominando el paisaje, y luego la Caldera de Taburiente en La Palma . [5] [3]
Formación de caldera
Un colapso es provocado por el vaciado de la cámara de magma debajo del volcán, a veces como resultado de una gran erupción volcánica explosiva (ver Tambora [6] en 1815), pero también durante erupciones efusivas en los flancos de un volcán (ver Piton de la Fournaise en 2007) [7] o en un sistema de fisuras conectado (ver Bárðarbunga en 2014-2015). Si se expulsa suficiente magma , la cámara vacía no puede soportar el peso del edificio volcánico sobre ella. Una fractura aproximadamente circular , la "falla circular", se desarrolla alrededor del borde de la cámara. Las fracturas de anillo sirven como alimentadores de intrusiones de fallas que también se conocen como diques de anillo . [8] : 86–89 Pueden formarse respiraderos volcánicos secundarios por encima de la fractura del anillo. [9] A medida que la cámara de magma se vacía, el centro del volcán dentro de la fractura del anillo comienza a colapsar. El colapso puede ocurrir como resultado de una sola erupción cataclísmica, o puede ocurrir en etapas como resultado de una serie de erupciones. El área total que colapsa puede ser de cientos de kilómetros cuadrados. [3]
Mineralización en calderas
Se sabe que algunas calderas albergan ricos depósitos de mineral . Los fluidos ricos en metales pueden circular a través de la caldera, formando depósitos hidrotermales de metales como plomo, plata, oro, mercurio, litio y uranio. [10] Una de las calderas mineralizadas mejor conservadas del mundo es Sturgeon Lake Caldera en el noroeste de Ontario , Canadá, que se formó durante la era Neoarchean [11] hace unos 2.700 millones de años. [12] En el campo volcánico de San Juan , las vetas de mineral se emplazaron en fracturas asociadas con varias calderas, con la mayor mineralización ocurriendo cerca de las intrusiones silícicas más jóvenes y asociadas con cada caldera. [13]
Tipos de caldera
Erupciones explosivas de caldera
Las erupciones de caldera explosivas son producidas por una cámara de magma cuyo magma es rico en sílice . El magma rico en sílice tiene una alta viscosidad y, por lo tanto, no fluye fácilmente como el basalto . [8] : 23-26 El magma normalmente también contiene una gran cantidad de gases disueltos, hasta un 7 % en peso para los magmas más ricos en sílice. [14] Cuando el magma se acerca a la superficie de la Tierra, la caída en la presión de confinamiento hace que los gases atrapados salgan rápidamente del magma, fragmentando el magma para producir una mezcla de ceniza volcánica y otras tefra con los gases muy calientes. [15]
La mezcla de cenizas y gases volcánicos se eleva inicialmente a la atmósfera como una columna de erupción . Sin embargo, a medida que aumenta el volumen de material erupcionado, la columna de erupción no puede arrastrar suficiente aire para mantenerse flotante, y la columna de erupción colapsa en una fuente de tefra que vuelve a la superficie para formar flujos piroclásticos . [16] Las erupciones de este tipo pueden esparcir cenizas sobre vastas áreas, por lo que las tobas de flujo de cenizas emplazadas por erupciones de caldera silícica son el único producto volcánico con volúmenes que rivalizan con los de los basaltos de inundación . [8] : 77 Por ejemplo, cuando Yellowstone Caldera entró en erupción por última vez hace unos 650.000 años, liberó unos 1.000 km 3 de material (medido en equivalente de roca densa (DRE)), cubriendo una parte sustancial de América del Norte en hasta dos metros de escombros. [17]
Se conocen erupciones que forman calderas aún más grandes, como la Caldera La Garita en las montañas de San Juan de Colorado , donde los 5.000 kilómetros cúbicos (1.200 millas cúbicas) Fish Canyon Tuff fueron explotados en erupciones hace unos 27,8 millones de años. [18] [19]
La caldera producida por tales erupciones generalmente se rellena con toba, riolita y otras rocas ígneas . [20] La caldera está rodeada por una capa de salida de toba de flujo de ceniza. [21] [22]
Si se continúa inyectando magma en la cámara de magma colapsada, el centro de la caldera puede elevarse en forma de una cúpula resurgente como la que se ve en la Caldera de Valles , el lago Toba , el campo volcánico de San Juan, [4] Cerro Galán , [23] Yellowstone , [24] y muchas otras calderas. [4]
Debido a que una caldera silícica puede hacer erupción de cientos o incluso miles de kilómetros cúbicos de material en un solo evento, puede causar efectos ambientales catastróficos. Incluso pequeñas erupciones formadoras de calderas, como Krakatoa en 1883 [25] o Monte Pinatubo en 1991, [26] pueden resultar en una destrucción local significativa y una caída notable de la temperatura en todo el mundo. Las grandes calderas pueden tener efectos aún mayores. Los efectos ecológicos de la erupción de una gran caldera se pueden ver en el registro de la erupción del lago Toba en Indonesia .
En algunos momentos del tiempo geológico , las calderas riolíticas han aparecido en grupos distintos. Los restos de tales grupos se pueden encontrar en lugares como el Complejo de ron del Eoceno de Escocia, [20] las Montañas San Juan de Colorado (formadas durante las épocas del Oligoceno , Mioceno y Plioceno ) o la Cordillera de Saint Francois de Missouri (erupción durante el eón Proterozoico ). [27]
Valles
Para su artículo de 1968 [4] que introdujo por primera vez el concepto de una caldera resurgente a la geología, [3] RL Smith y RA Bailey eligieron la caldera Valles como modelo. Aunque la caldera de Valles no es inusualmente grande, es relativamente joven (1,25 millones de años) y está inusualmente bien conservada, [28] y sigue siendo uno de los ejemplos mejor estudiados de una caldera resurgente. [3] Las tobas de flujo de ceniza de la caldera de Valles, como la toba de Bandelier , estuvieron entre las primeras en ser completamente caracterizadas. [29]
Toba
Hace unos 74.000 años, este volcán indonesio liberó aproximadamente 2.800 kilómetros cúbicos (670 millas cúbicas) de eyecta equivalente en roca densa . Esta fue la erupción más grande conocida durante el período Cuaternario en curso (los últimos 2,6 millones de años) y la erupción explosiva más grande conocida durante los últimos 25 millones de años. A finales de la década de 1990, el antropólogo Stanley Ambrose [30] propuso que un invierno volcánico inducido por esta erupción redujo la población humana a alrededor de 2.000-20.000 individuos, lo que provocó un cuello de botella en la población . Más recientemente, Lynn Jorde y Henry Harpending propusieron que la especie humana se redujera a aproximadamente 5,000-10,000 personas. [31] Sin embargo, no hay evidencia directa de que ninguna de las teorías sea correcta, y no hay evidencia de ningún otro declive o extinción animal, incluso en especies ambientalmente sensibles. [32] Existe evidencia de que la habitación humana continuó en India después de la erupción. [33]
Calderas no explosivas
Algunos volcanes, como los grandes volcanes en escudo Kilauea y Mauna Loa en la isla de Hawai , forman calderas de una manera diferente. El magma que alimenta estos volcanes es basalto , que es pobre en sílice. Como resultado, el magma es mucho menos viscoso que el magma de un volcán riolítico, y la cámara de magma es drenada por grandes flujos de lava en lugar de eventos explosivos. Las calderas resultantes también se conocen como calderas de hundimiento y pueden formarse más gradualmente que las calderas explosivas. Por ejemplo, la caldera en la cima de la isla Fernandina se derrumbó en 1968 cuando partes del piso de la caldera cayeron 350 metros (1150 pies). [35]
Calderas extraterrestres
Desde principios de la década de 1960, se sabe que el vulcanismo se ha producido en otros planetas y lunas del Sistema Solar . Mediante el uso de naves espaciales tripuladas y no tripuladas, se ha descubierto el vulcanismo en Venus , Marte , la Luna e Io , un satélite de Júpiter . Ninguno de estos mundos tiene tectónica de placas , que aporta aproximadamente el 60% de la actividad volcánica de la Tierra (el otro 40% se atribuye al vulcanismo de puntos calientes ). [36] La estructura de la caldera es similar en todos estos cuerpos planetarios, aunque el tamaño varía considerablemente. El diámetro medio de la caldera en Venus es de 68 km (42 millas). El diámetro medio de la caldera en Io está cerca de los 40 km (25 mi) y la moda es de 6 km (3,7 mi); Tvashtar Paterae es probablemente la caldera más grande con un diámetro de 290 km (180 millas). El diámetro medio de la caldera en Marte es de 48 km (30 millas), más pequeño que Venus. Las calderas en la Tierra son los más pequeños de todos los cuerpos planetarios y varían de 1,6 a 80 km (1 a 50 millas) como máximo. [37]
La luna
La Luna tiene una capa exterior de roca cristalina de baja densidad que tiene unos cientos de kilómetros de espesor, que se formó debido a una rápida creación. Los cráteres de la Luna se han conservado bien a lo largo del tiempo y alguna vez se pensó que eran el resultado de una actividad volcánica extrema, pero en realidad fueron formados por meteoritos, casi todos los cuales tuvieron lugar en los primeros cientos de millones de años después de la formación de la Luna. Aproximadamente 500 millones de años después, el manto de la Luna pudo derretirse extensamente debido a la desintegración de elementos radiactivos. Las erupciones basálticas masivas tuvieron lugar generalmente en la base de grandes cráteres de impacto. Además, es posible que se hayan producido erupciones debido a un depósito de magma en la base de la corteza. Esto forma una cúpula, posiblemente la misma morfología de un volcán en escudo donde se sabe que se forman calderas universalmente. [36] Aunque las estructuras parecidas a calderas son raras en la Luna, no están completamente ausentes. Se cree que el Complejo Volcánico Compton-Belkovich en el lado opuesto de la Luna es una caldera, posiblemente una caldera de flujo de cenizas . [38]
Marte
La actividad volcánica de Marte se concentra en dos provincias principales: Tharsis y Elysium . Cada provincia contiene una serie de volcanes en escudo gigantes que son similares a los que vemos en la Tierra y probablemente son el resultado de puntos calientes del manto . Las superficies están dominadas por flujos de lava y todas tienen una o más calderas colapsadas. [36] Marte tiene el volcán más grande del Sistema Solar, Olympus Mons , que tiene más de tres veces la altura del Monte Everest, con un diámetro de 520 km (323 millas). La cumbre de la montaña tiene seis calderas anidadas. [39]
Venus
Debido a que no hay placas tectónicas en Venus , el calor se pierde principalmente por conducción a través de la litosfera . Esto provoca enormes flujos de lava, que representan el 80% de la superficie de Venus. Muchas de las montañas son grandes volcanes en escudo que varían en tamaño de 150 a 400 km (95 a 250 millas) de diámetro y de 2 a 4 km (1,2 a 2,5 millas) de altura. Más de 80 de estos grandes volcanes en escudo tienen calderas en la cima con un promedio de 60 km (37 millas) de ancho. [36]
Io
Io, inusualmente, se calienta por flexión sólida debido a la influencia de las mareas de Júpiter y la resonancia orbital de Io con las grandes lunas vecinas Europa y Ganímedes , que mantienen su órbita ligeramente excéntrica . A diferencia de cualquiera de los planetas mencionados, Io está continuamente volcánicamente activo. Por ejemplo, las naves espaciales Voyager 1 y Voyager 2 de la NASA detectaron nueve volcanes en erupción mientras pasaban por Io en 1979. Io tiene muchas calderas con diámetros de decenas de kilómetros de diámetro. [36]
Lista de calderas volcánicas
- África
- Cráter del Ngorongoro (Tanzania)
- Cráter Menengai (Kenia)
- Monte Elgon (Uganda / Kenia)
- Mount Fogo (Cabo Verde)
- Monte Longonot (Kenia)
- Monte Meru (Tanzania)
- Erta Ale (Etiopía)
- Volcán Nabro (Eritrea)
- Mallahle (Eritrea)
- Ver Europa en busca de calderas en las Islas Canarias
- Américas
- Argentina
- Aguas Calientes , Provincia de Salta
- Caldera del Atuel , Provincia de Mendoza
- Galán , Provincia de Catamarca
- Estados Unidos
- Monte Aniakchak ( Monumento y Reserva Nacional Aniakchak ) ( Alaska )
- Lago del cráter en el monte Mazama ( Parque Nacional del Lago del cráter , Oregón )
- Monte Katmai (Alaska)
- Caldera La Garita ( Colorado )
- Long Valley ( California )
- Henry's Fork Caldera ( Idaho )
- Island Park Caldera (Idaho, Wyoming )
- Volcán Newberry (Oregón)
- McDermitt Caldera (Oregón)
- Volcán Medicine Lake (California)
- Monte Okmok (Alaska)
- Valles Caldera ( Nuevo México )
- Caldera de Yellowstone (Wyoming)
- Canadá
- Silverthrone Caldera ( Columbia Británica )
- Mount Edziza (Columbia Británica)
- Complejo volcánico del lago Bennett (Columbia Británica / Yukon )
- Mount Pleasant Caldera ( Nuevo Brunswick )
- Sturgeon Lake Caldera ( Ontario )
- Complejo volcánico del monte Skukum (Yukon)
- Complejo Megacaldera del río Blake ( Quebec / Ontario)
- Nuevo Senador Caldera (Quebec)
- Misema Caldera (Ontario / Quebec)
- Noranda Caldera (Quebec)
- Colombia
- Caldera del cráter Arenas , volcán Nevado del Ruiz , Departamento de Caldas
- Caldera Laguna Verde , Volcán Azufral , Departamento de Nariño
- México
- La primavera Caldera ( Jalisco )
- Caldera Amealco ( Querétaro )
- Caldera Las Cumbres ( Veracruz - Puebla )
- Caldera Los Azufres ( Michoacán )
- Caldera Los Humeros (Veracruz-Puebla)
- Caldera Mazahua ( Estado de México )
- Chile
- Chaitén
- Cordillera Nevada Caldera
- Laguna del Maule
- Caldera Pacana
- Sollipulli
- Ecuador
- Reserva Geobotánica Pululahua
- Cuicocha
- Quilotoa
- Isla Fernandina , Islas Galápagos
- Sierra Negra (Galápagos)
- El Salvador
- Lago de Ilopango
- Lago Coatepeque
- Guatemala
- Lago Amatitlán
- Lago de atitlán
- Xela
- Barahona
- Otro
- Masaya (Nicaragua)
- Argentina
- Asia
- este de Asia
- Caldera Dakantou (大 墈 头) (Pueblo Shanhuyan, Pueblo Taozhu, Linhai , Zhejiang, China)
- Caldera de Ma'anshan (马鞍山) (Ciudad de Shishan (石 山镇), Xiuying , Hainan, China)
- Caldera de Yiyang (宜 洋) (Pueblo de Shuangxi (双 溪镇 宜 洋村), Condado de Pingnan, Fujian , China)
- Aira Caldera ( Prefectura de Kagoshima , Japón )
- Kussharo ( Hokkaido , Japón)
- Kuttara (Hokkaido, Japón)
- Mashū (Hokkaido, Japón)
- Aso Caldera , Mount Aso ( Prefectura de Kumamoto , Japón)
- Caldera Kikai (Prefectura de Kagoshima, Japón)
- Towada ( Prefectura de Aomori , Japón)
- Tazawa ( Prefectura de Akita , Japón)
- Hakone ( Prefectura de Kanagawa , Japón)
- Mount Halla ( Jeju-do , Corea del Sur)
- Heaven Lake ( Montaña Baekdu , Corea del Norte)
- El sudeste de Asia
- Apolaki Caldera ( Benham Rise , Filipinas)
- Corregidor Caldera (Bahía de Manila, Filipinas)
- Monte Pinatubo ( Luzón , Filipinas)
- Volcán Taal (Luzón, Filipinas)
- Laguna Caldera (Luzón, Filipinas)
- Irosin Caldera (Luzón, Filipinas)
- Batur ( Bali , Indonesia)
- Krakatoa ( estrecho de Sunda , Indonesia)
- Lago Maninjau ( Sumatra , Indonesia)
- Lago Toba (Sumatra, Indonesia)
- Monte Rinjani ( Lombok , Indonesia)
- Monte Tondano ( Sulawesi , Indonesia)
- Monte Tambora ( Sumbawa , Indonesia)
- Tengger Caldera ( Java , Indonesia)
- Sudoeste de Asia
- Derik ( Mardin , Turquía)
- Nemrut (volcán) (Turquía)
- Rusia
- Akademia Nauk ( Península de Kamchatka )
- Golovnin ( Islas Kuriles )
- Caldera Karymsky ( Península de Kamchatka )
- Khangar ( península de Kamchatka )
- Ksudach ( península de Kamchatka )
- Lago Kurile ( península de Kamchatka )
- Pasado de Lvinaya ( Islas Kuriles )
- Caldera Tao-Rusyr ( Islas Kuriles )
- Uzon ( península de Kamchatka )
- Caldera Zavaritski ( Islas Kuriles )
- Yankicha / Ushishir ( Islas Kuriles )
- Caldera Chegem ( República Kabardino-Balkarian , Región del Cáucaso Norte )
- este de Asia
- Europa
- Banská Štiavnica (Eslovaquia)
- Bakuriani / Didveli Caldera (Georgia)
- Samsari (Georgia)
- Santorini (Grecia)
- Nisyros (Grecia)
- Askja (Islandia)
- Grímsvötn (Islandia)
- Bárðarbunga (Islandia)
- Katla (Islandia)
- Krafla (Islandia)
- Campos Flegreos (Italia)
- Lago de Bracciano (Italia)
- Lago de Bolsena (Italia)
- Monte Somma que contiene el Monte Vesubio (Italia)
- Las Cañadas ( Tenerife , España)
- Glen Coe (Escocia)
- Scafell Caldera ( Distrito de los Lagos , Inglaterra) [40]
- Laacher See (Alemania)
- Lagoa das Sete Cidades & Furnas ( São Miguel , Azores , Portugal)
- Oceanía
- Caldera de Cerberean (Australia) [41]
- Dakataua (Papua Nueva Guinea)
- Kapenga (Nueva Zelanda)
- Kilauea ( Hawái , Estados Unidos)
- Lake Ohakuri (Nueva Zelanda)
- Lago Okataina (Nueva Zelanda)
- Lake Rotorua (Nueva Zelanda)
- Lake Taupo (Nueva Zelanda)
- Maroa (Nueva Zelanda)
- Caldera Moku'āweoweo en Mauna Loa (Hawái, EE. UU.)
- Advertencia de monte (Australia)
- Prospect Hill (Australia)
- Rano Kau ( Isla de Pascua , Chile)
- Caldera Reporoa (Nueva Zelanda)
- Antártida
- Isla Decepción
- océano Indio
- Cirque de Mafate , Cirque de Salazie , Enclos Fouqué y Cirque de Cilaos en Reunión
Calderas volcánicas extraterrestres
- Marte
- Olympus Mons caldera
- Venus
- Maat Mons caldera
Calderas de erosión
- Américas
- Guaichane-Mamuta (Chile)
- Mount Tehama ( California , Estados Unidos)
- Europa
- Caldera de Taburiente (España)
- Oceanía
- Tweed Valley ( Nueva Gales del Sur , Queensland , Australia)
- Asia
- Caldera Chegem ( República Kabardino-Balkarian , Región del Cáucaso Norte , Rusia)
- Volcán Taal (Filipinas) Provincia de Batangas
Ver también
- Volcán complejo : una forma de relieve de más de un centro volcánico relacionado
- Volcán Somma : una caldera volcánica que ha sido parcialmente llena por un nuevo cono central
- Supervolcán : volcán que ha entrado en erupción 1000 km cúbicos en una sola erupción.
- Índice de explosividad volcánica : escala cualitativa de explosividad de erupciones volcánicas
Notas explicatorias
- ^ El libro de Leopold von Buch Descripción física de las Islas Canarias se publicó en 1825
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Otras lecturas
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- Williams, Howell (1941). "Calderas y su origen" . Boletín de publicaciones de la Universidad de California del Departamento de Ciencias Geológicas . 25 : 239–346.
enlaces externos
- Página de USGS sobre calderas
- Lista de volcanes de Caldera
- Colección de referencias sobre el colapso de las calderas (43 páginas)
- La caldera del volcán Tweed - Australia
- Erupciones explosivas más grandes: nuevos resultados para la toba de 27,8 Ma Fish Canyon y la caldera La Garita, campo volcánico de San Juan, Colorado
- Supervolcanes