Los volcanes submarinos están alterando el clima terrestre

Un nuevo estudio muestra que los volcanes oceánicos se reavivan en ciclos sorprendentemente regulares, y que entran en erupción casi exclusivamente durante los primeros seis meses de cada año.

Estos ritmos, aparentemente ligados a cambios a corto y largo plazo en la órbita de la Tierra y al nivel del mar, pueden ayudar a desencadenar cambios naturales del clima.

Hasta ahora, los científicos han creído que las gamas extensas de volcanes ocultos debajo de los océanos son los gigantes gentiles del planeta, rezumando lava a tasas lentas y constantes a lo largo de las dorsales oceánicas. Aunque los investigadores han especulado con que los ciclos volcánicos en la tierra que emiten grandes cantidades de dióxido de carbono podrían influir en el clima; hasta ahora no había evidencia en el caso de los volcanes submarinos.

Los hallazgos de este trabajo, que se describen en un artículo que se publica esta semana en ‘Geophysical Research Letters’, sugieren que los modelos de la dinámica natural del clima de la tierra y, por extensión, el cambio climático impulsado por la influencia humana, pueden tener que ajustarse.

“La gente ha ignorado los volcanes del fondo marino por la idea de que su influencia es pequeña, pero eso es porque se supone que están en un estado de equilibrio y no es así –señala la investigadora en geofísica marina Maya Tolstoy, del Observatorio de la Tierra Lamont-Doherty en la Universidad de Columbia, Estados Unidos–. Estos volcanes responden a fuerzas muy grandes y muy pequeñas, lo que nos dice que tenemos que analizarlos mucho más de cerca”.

Un estudio relacionado realizado por un equipo independiente y publicado esta semana en la revista ‘Science’ refuerza el descubrimiento de Tolstoy, mostrando patrones similares a largo plazo del vulcanismo submarino en una región antártica que esta experta no estudió.

Las dorsales oceánicas volcánicas activas entrecruzan fondos marinos de la tierra como la costura de una pelota de béisbol, extendiéndose a lo largo de 37.000 millas (59.545 kilómetros). Son los bordes en crecimiento de las placas tectónicas gigantes y, a medida que expulsan lava hacia fuera, forman nuevas áreas de fondo marino, que comprenden alrededor del 80 por ciento de la corteza del planeta.

La sabiduría convencional sostiene que estallan a un ritmo bastante constante, pero Tolstoy detectó que estas crestas montañosas están ahora en una fase débil, pero que, aun así, general tal vez ocho veces más lava anualmente que los volcanes terrestres. Debido a la química de sus magmas, se cree que el dióxido de carbono que emiten actualmente es aproximadamente el mismo o tal vez un poco menos que el de los volcanes terrestres, unos 88 millones de toneladas métricas al año. Pero cuando las cadenas submarinas se agiten un poco más, su producción de CO2 se dispararía, advierte Tolstoi.

Algunos científicos piensan que los volcanes pueden actuar en concierto con los ciclos de Milankovitch -cambios repetitivos en la forma de la órbita solar de la Tierra y la inclinación y la dirección de su eje– para producir repentinamente oscilaciones hacia periodos fríos y calientes. El principal es un ciclo de 100.000 años en el que la órbita del planeta alrededor del sol cambia más o menos pasando de un círculo a una elipse que cada año la acerca o aleja del sol.

Edades de hielo recientes parecen acumularse a lo largo de la mayor parte del ciclo; pero luego las cosas de repente se calientan de nuevo hasta cerca del pico excentricidad de la órbita, sin que las causas estén claras. Los investigadores han sugerido que a medida que se acumulan capas de hielo en la tierra, se crea presión sobre los volcanes subyacentes y se suprimen las erupciones, pero cuando el calentamiento de alguna manera comienza y el hielo empieza a fundirse, disminuye la presión y surgen las erupciones.

Las erupciones de los volcanes oceánicos arrojan CO2 que produce un mayor calentamiento, derritiendo más hielo, lo que crea un efecto de autoalimentación que llevan al planeta de repente a un periodo de calentamiento. Un documento de 2009 de la Universidad de Harvard apunta que los volcanes terrestres en todo el mundo aumentaron entre seis a ocho veces más por encima de los niveles anteriores durante la última glaciación, hace entre 12.000 y 7.000 años.

El corolario sería que los volcanes submarinos hacen lo contrario: a medida que la tierra se enfría, los niveles del mar pueden caer cien metros, ya que gran parte del agua se queda encerrada en el hielo, aliviando la presión sobre los volcanes submarinos y con un aumento de la erupción. La cuestión que surge es si en algún momento, el aumento de CO2 por las erupciones submarinas podría iniciar el calentamiento que derrite el hielo que cubre los volcanes de la tierra, algo que ha sido un misterio, en parte porque las erupciones submarinas son casi imposibles de observar.

Sin embargo, Tolstoy y otros investigadores han sido capaces recientemente de seguir de cerca diez sitios de erupción submarina utilizando nuevos instrumentos sísmicos sensibles. También han generado nuevos mapas de alta resolución que muestran contornos de los flujos de lava del pasado. El equipo analizó unos 25 años de datos sísmicos de crestas en el Pacífico, Atlántico y Ártico, además de mapas que muestran la actividad pasada en el sur del Pacífico.

LOS CICLOS DE MAGMA DEPENDEN DE LA ÓRBITA TERRESTRE
Los datos de erupción a largo plazo, a lo largo de más de 700.000 años, mostraron que durante los tiempos más fríos, cuando los niveles del mar son bajos, el vulcanismo submarino se tensiona en exceso, produciendo franjas visibles de montañas. Cuando las cosas se calientan y los niveles del mar se elevan a niveles similares al presente, la lava erupciona más lentamente, creando bandas de baja topografía.
Tolstoy atribuye este suceso no sólo a que el nivel del mar varía, sino también a los cambios en la órbita de la Tierra: cuando la órbita es más elíptica, la Tierra se comprime y descomprime por el tirón gravitatorio del Sol a una velocidad que varía rápidamente a medida que gira diariamente, un proceso que ella piensa que tiende a impulsar el magma bajo la superficie hacia arriba, y ayudar a abrir las grietas tectónicas que lo dejan escapar. Cuando la órbita es bastante (aunque no completamente) circular, como lo es ahora, el efecto de aplastamiento/descompresión se minimiza, y hay menos erupciones.
La idea de que las fuerzas gravitacionales remotas influyen en la volcánica se refleja en los datos a corto plazo, según Tolstoy, quien afirma que los datos sísmicos sugieren que hoy en día, los ciclos de los volcanes submarinos se mantienen principalmente durante periodos que suceden cada dos semanas. Ese es el tiempo en el que la gravedad combinada de la luna y el sol hace que las mareas del océano lleguen a sus puntos más bajos, por lo que sutilmente alivian la presión sobre los volcanes del fondo marino.
Además, Tolstoy encontró que todas las erupciones modernas conocidas ocurren entre enero y junio. Enero es el mes en el que la Tierra está más cerca del sol y  julio, cuando está más lejos, un período similar al efecto de compresión/descompresión que esta experta ve en ciclos a más largo plazo. “Si nos fijamos en las erupciones de hoy en día, los volcanes responden incluso a fuerzas mucho más pequeñas que las que podrían conducir el clima“, dice.