Aira Caldera

Aira Caldera es una gigantesca caldera volcánica que se encuentra en el extremo sur de Kyushu, Japón. Se cree que se formó hace unos 30.000 años con una sucesión de oleadas piroclásticas. Actualmente es el lugar de residencia de más de 900.000 personas. Las costas de Aira Caldera albergan una flora y fauna poco comunes, como el laurel japonés y el pino negro japonés. La caldera alberga el monte Sakurajima, y el grupo de estratovolcanes del monte Kirishima se encuentra al norte de la caldera. El más famoso y activo de este grupo es Shinmoedake.

Aira Caldera tiene una cámara magmática subyacente que se conecta con el sistema magmático de Kirishima. Esto ha permitido que el magma de la caldera alimente el estratovolcán Sakurajima, provocando que se expanda con el tiempo. Así, Sakurajima ha provocado una serie de desastres como la erupción de 1914 que mató a 58 personas y hundió la cámara de magma en 60 cm.

Historia

Ubicación

La caldera Aira se encuentra en Kyushu, la isla más al sur de Japón. El supervolcán alcanza su punto máximo a 1117 m³.

La erupción que formó la Caldera Aira ocurrió hace aproximadamente 30.000 años y resultó en tefra e ignimbrita de una gran cantidad de magma que afectó la tierra cercana. La erupción también ayudó a la formación de la Bahía Kinko de 200 m (660 pies) de profundidad, que se formó después de que el agua de mar entró en el área.

La caldera de Aira está rodeada por la ciudad principal de Kagoshima, que tiene una población de más de 900.000 habitantes. A los residentes no les importan las pequeñas erupciones porque cuentan con medidas de protección. Por ejemplo, los estudiantes de la escuela deben usar cascos duros para protegerse contra la caída de escombros. Además, se puso en marcha un sistema de prevención de desastres con el mejor sistema de vigilancia volcánica de alta tecnología del mundo. La Caldera ahora está monitoreada de cerca por el Centro de Investigación del Volcán Sakurajima, que forma parte de la Universidad de Kioto y el Instituto de Investigación para la Prevención de Desastres. Esto garantiza la seguridad de los residentes y proporciona una coexistencia pacífica con la gente de Kagoshima y la caldera activa.

Antecedentes geológicos

La Caldera Aira tiene una forma casi rectangular relacionada con fallas locales y fue creada en una serie de oleadas piroclásticas a gran escala que contribuyeron a la meseta piroclástica Shirasu-Daichi, la última de las cuales ahora data de 29,428 a 30,148 años calibrada antes del presente, aunque antes. el trabajo tenía la fecha de hace ~ 22.000 años con un amplio rango posible de 34.500 a 16.500 años antes del presente. La erupción formó una caldera de 17 km (11 millas) por 23 km (14 millas). La Caldera Aira es uno de una serie de complejos volcánicos en Kagoshima Graben que se ha postulado que se extienden hacia el norte desde la Caldera submarina Kikai hasta la Caldera Sur de Ata, la Caldera Norte de Ata (ver Caldera Ata), la Caldera Aira asociada con la Bahía de Kagoshima y a través del pasado hasta el Grupo Volcánico Kirishima. Esta alineación se observó por primera vez en la década de 1940. Los procesos tectónicos son bastante complejos en esta región donde la Placa de Okinawa choca con la Placa de Amur y la Placa del Pacífico se subduce debajo de ambas.

La formación de Aira Caldera comenzó con una erupción de piedra pómez pliniana de la caída de piedra pómez de Osumi desde un respiradero cerca de donde ahora se encuentra Sakurajima y fue seguida rápidamente por un flujo piroclástico oxidado de Tsumaya. Es probable que las erupciones posteriores de esta serie se produjeran en respiraderos en lo que se ha denominado caldera Wakamiko al noroeste. Fragmentos de roca del basamento y materiales pómez de una explosión masiva formaron el flujo piroclástico de Ito que depositó más de 800 km³ (190 millas cúbicas) de Ito Ignimbrita (conocida localmente como “Shirasu”) y 300 km³ (72 millas cúbicas) de Aira-Tn Tephra en volumen. Dentro de las limitaciones de que gran parte de la caldera se encuentra bajo el mar, la razón de la gran área de ventilación es que la caldera entró en erupción muy por encima de las estimaciones anteriores de 140 km³ (34 millas cúbicas) de magma en un corto período. cantidad de tiempo. La caldera es conocida por sus anomalías gravitacionales asociadas con una forma de embudo en los estratos.

La estructura de la caldera parecía única en los primeros trabajos, ya que era diferente de la entonces típica Caldera tipo Valles, cuyas características definitorias incluyen una fractura anular tipo Valles que actúa como canal para flujos piroclásticos de gran escala. Estos flujos piroclásticos difusos y no direccionales, que invaden el paisaje local, también se han descrito en Nueva Zelanda, por ejemplo en la erupción de Hatepe.

Impacto local erupción de Ito

Antes de la erupción inicial de hace 25.000 años, había una cuenca ancha y poco profunda de casi el mismo tamaño que la actual Caldera Aira que ocupaba el extremo norte de la Bahía de Kagoshima con una orientación este-oeste. La cuenca está separada del resto de la bahía por una cresta con alturas de 300 m (980 pies) a 500 m (1600 pies) sobre el nivel del mar. La topografía abarca el contorno de una caldera más antigua, lo que sugiere que hubo flujos piroclásticos anteriores a la formación de la actual Caldera Aira.

La primera fase de actividad resultó de la inyección de magmas máficos que desestabilizaron el magma de riolita almacenado y fue la caída de piedra pómez de Osumi, principalmente homogénea (llamada así porque la caída de piedra pómez se extendió a lo largo de la península de Ōsumi hacia el sureste). Por encima del depósito de caída de piedra pómez de Osumi, se encuentra el depósito de flujo piroclástico de Tsumaya de la segunda fase, que está completamente confinado dentro de la cuenca anterior a Aira. El flujo piroclástico de Tsumaya enterró la topografía anterior a Aira, como los cañones en caja (formados por depósitos de flujo piroclástico más antiguos). El espesor máximo en la caldera es de 130 m (430 pies) en el área de Kokubu y el espesor promedio es de 30 m (98 pies) o menos. El flujo piroclástico de Tsumaya consiste en una "matriz de vidrio de color marrón rosado pálido que contiene una pequeña cantidad de piedra pómez y fragmentos líticos". consistente con la caída de piedra pómez de Osumi y el flujo piroclástico de Tsumaya se produjo desde el mismo respiradero. Hubo sólo un período muy corto entre el flujo piroclástico de Tsumaya y la formación de la actual caldera en la erupción de Ito.

Por el contrario, el flujo piroclástico de Ito se extiende fuera de la cuenca y también ocupa el interior de la cuenca. Las caídas de tefra Aira-Tn de esta erupción tuvieron hasta 0,800 m (2 pies 7,5 pulgadas) de espesor en el sureste y este y Ito Ignimbrita de hasta 160 m (520 pies) de espesor son los depósitos piroclásticos más importantes. La profundidad de la caída de ceniza en toda la isla de Kyūshū fue de más de 32 cm (13 pulgadas) y de más de 4 cm (1,6 pulgadas) en gran parte de Japón.

Actividad volcánica

La relación entre los sistemas Aira y Kirishima Magmatic

La caldera Aira es una de las calderas más activas y peligrosas del mundo. Es el hogar de los volcanes Kirishima, un grupo de volcanes activos en el extremo norte de la caldera de Aira. Uno de estos volcanes, Shinmoedake, ha producido dos fuertes erupciones magmatofreáticas, separadas por casi 300 años. A partir de diciembre de 2009 se empezaron a notar caídas activas e inflación antes del brote. Luego ocurrieron una serie de eventos subplinianos del 19 al 31 de enero. La primera fase (el clímax de la erupción) estuvo acompañada de una fuerte deflación coeruptiva.

Aira Caldera puede responder a pequeñas erupciones que provienen de un reservorio común. Sin embargo, no todos los sistemas volcánicos están conectados todo el tiempo, ya que los caminos del magma se abren y cierran. La conexión entre Aira y Kirishima representa el ejemplo más claro de interconectividad volcánica revelada por el monitoreo geodésico. La inflación de un volcán puede aumentar la probabilidad de erupción de un volcán vecino. La subducción de la placa marina de Filipinas debajo de la placa euroasiática es la causa del vulcanismo activo.

El almacenamiento de magma de Aira Caldera y Kirishima está conectado a través de túneles que se extienden horizontalmente a lo largo de decenas de kilómetros, lo que puede explicarse por la presencia de puntos calientes. Sin embargo, los sistemas volcánicos no siempre están conectados ya que las vías del magma se abren y cierran. Por ejemplo, la conexión vertical Shinmoedake estuvo cerrada durante aproximadamente 300 años hasta su reactivación.

Los cambios en el volumen de los sistemas Aira y Kirishima sugieren que tuvieron diferentes períodos de inflación y deflación. Entre 2009 y 2013 hubo evidencia de inflación en el sistema Aira. Sin embargo, después de la erupción de Kirishima en 2011, el sistema Aira experimentó una deflación. Esta fue la única deflación de la caldera de Aira entre 2009 y 2013.

Inflación de Aira Caldera

El almacenamiento de magma subyacente a Aira Caldera se ha estado alimentando del estratovolcán Sakurajima, expandiéndose con el tiempo. Sin embargo, ha habido momentos en los que la cámara se ha desinflado como resultado de erupciones que liberan la presión acumulada, lo que no puede explicarse por cambios de estrés. Por lo tanto, se ha descrito como consecuencia de la retirada de magma del sistema Aira cuando Kirishima se estaba reponiendo. Un buen ejemplo es la erupción de Sakurajima en 1914 (aproximadamente 1,5 km³ de volumen), que provocó que la cámara de magma se hundiera 60 cm. 58 personas murieron en la erupción. Para que esta cantidad de magma entre en erupción, la cámara tardaría aproximadamente 130 años en volver a llenarse, según el Dr. James Hickey y sus coautores. El Dr. Hickey afirmó que "estos resultados fueron posibles combinando datos de varios métodos de seguimiento y aplicándolos a nuevas técnicas de modelado numérico, alejándose de los métodos de modelado más antiguos que se han utilizado desde la década de 1950".

Sin embargo, hay mediciones continuas del movimiento del suelo que indican que el área ahora se está inflando. Las recientes mediciones de deformación por GPS, combinadas con datos geofísicos y modelos informáticos, permiten la reconstrucción del sistema de magma debajo de la caldera. Gracias a esto, el Dr. James Hickey y sus coautores pudieron crear una representación de los túneles debajo de la caldera.

Descubrieron que el magma está llenando la cámara de magma a un ritmo más rápido que la erupción del volcán Sakurajima. El embalse se expande cada año a medida que se suministra al sistema un volumen de 14 millones de m³. El Dr. Haruhisa Nakamichi, profesor asociado del Instituto de Investigación para la Prevención de Desastres de la Universidad de Kyoto y coautor, dijo: "Ya han pasado 100 años desde la erupción de 1914, quedan menos de 30 años hasta la próxima gran erupción prevista". Después de la erupción, la oficina de la ciudad de Kagoshima ha preparado nuevos planes de evacuación de Sakurajima, después de las experiencias de evacuación de la crisis en agosto de 2015."

Un grupo de científicos dirigido por el Dr. Dominique Remy utilizó el radar de apertura sintético (SAR) para detectar los niveles de inflación de Aira Caldera sobre el distrito urbano de Kokubu. Observaron un cambio en el patrón de la superficie de Kokubu. Mediante un modelo del campo de deformación de la caldera, se predice que habrá "un aumento máximo de volumen de 20–30×10⁶ m³ entre 1995 y 1998." Dedujeron una inflación de aproximadamente 70 mm (2,8 pulgadas) en el centro de la caldera y 40 mm (1,6 pulgadas) en el área urbana sur de Kokubu.

Flora y fauna

Las plantas cerca de Sakurajima crecen después de erupciones. Los árboles de la bahía japonesa y los pinos negros japoneses son dos especies que crecen más lejos. Estas plantas son capaces de repoblar; sin embargo no pueden soportar los escombros y pumice después de una erupción. Eurya japonica y Alnus firma se puede encontrar en el suelo medio lejos del pico. Son capaces de crecer de una erupción y soportar su destrucción más que la vegetación más lejos. La hierba japonesa Pampas y el nudo están situados más cerca del volcán. Responden rápidamente después de una erupción y forman un prado de musgos y líquenes durante el crecimiento. Sin embargo, Lleva muchos años para que el bosque vuelva. Esto permite a la gente observar los cambios de vegetación de las diferentes erupciones en diferentes épocas.

La Bahía de Kagoshima (Bahía Kinko) es hogar de mucha vida salvaje; incluyendo 1000 especies diferentes de peces, una población de delfines y criaturas raras como el gusano tubular Satsumahaorimushi. Existen minerales raros en el fondo del mar con respiraderos hidrotermales que incluyen chimeneas volcánicas.