Tefra

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La tefra o piroclastos es un material fragmentario producido por una erupción volcánica independientemente de su composición, tamaño del fragmento o mecanismo de emplazamiento.

Los vulcanólogos también se refieren a los fragmentos transportados por el aire como piroclastos. Una vez que los clastos han caído al suelo, permanecen como tefra a menos que estén lo suficientemente calientes como para fusionarse en roca piroclástica o toba. La tefrocronología es una técnica geocronológica que utiliza capas discretas de tefra (ceniza volcánica de una sola erupción) para crear un marco cronológico en el que se pueden ubicar los registros paleoambientales o arqueológicos. Cuando un volcán explota, libera una variedad de tefra que incluye cenizas, cenizas y bloques. Estas capas se depositan en la tierra y, con el tiempo, se produce la sedimentación incorporando estas capas de tefra al registro fósil. A menudo, cuando un volcán explota, los organismos biológicos mueren y sus restos quedan enterrados dentro de la capa de tefra. Posteriormente, los científicos datan estos fósiles para determinar la edad del fósil y su lugar dentro del registro fósil.

Visión de conjunto

La tefra es material piroclástico no consolidado producido por una erupción volcánica. Consiste en una variedad de materiales, típicamente partículas vítreas formadas por el enfriamiento de gotas de magma, que pueden ser vesiculares, sólidas o en forma de escamas, y una proporción variable de componentes cristalinos y minerales que se originan en la montaña y las paredes de la chimenea.. A medida que las partículas caen al suelo, son clasificadas en cierta medida por el viento y las fuerzas gravitatorias y forman capas de material no consolidado. Las partículas se mueven aún más por la superficie del suelo o el flujo de agua submarina.

La distribución de tefra después de una erupción generalmente implica que las rocas más grandes caen al suelo más rápido, por lo tanto, más cerca del respiradero, mientras que los fragmentos más pequeños viajan más lejos: la ceniza a menudo puede viajar miles de millas, incluso circunglobal, ya que puede permanecer en la estratosfera durante días o semanas después de una erupción. Cuando se acumulan grandes cantidades de tefra en la atmósfera a partir de erupciones volcánicas masivas (o de una multitud de erupciones más pequeñas que ocurren simultáneamente), pueden reflejar la luz y el calor del sol a través de la atmósfera, lo que en algunos casos hace que la temperatura baje, lo que resulta en un "invierno volcánico" temporal. Los efectos de la lluvia ácida y la nieve, la precipitación causada por las descargas de tefra a la atmósfera, se pueden ver durante años después de que las erupciones hayan cesado.

Clasificación

Los fragmentos de tefra se clasifican por tamaño:

El uso de capas de tefra, que tienen su propia química y carácter únicos, como horizontes marcadores temporales en sitios arqueológicos y geológicos, se conoce como tefrocronología.

Etimología

La palabra "tefra" y "piroclasto" derivan del griego: la palabra τέφρα ( tefra ) significa "ceniza", mientras que piroclasto se deriva del griego πῦρ ( pir ), que significa "fuego", y κλαστός ( klastos ), que significa " roto en pedazos".

Impactos ambientales

La liberación de tefra en la troposfera afecta el medio ambiente física y químicamente. Físicamente, los bloques volcánicos dañan la flora local y los asentamientos humanos. La ceniza daña los sistemas eléctricos y de comunicación, cubre los bosques y la vida vegetal, reduce la fotosíntesis y contamina las aguas subterráneas. La tefra cambia el movimiento del aire y el agua por debajo y por encima del suelo. Químicamente, la liberación de tefra puede afectar el ciclo del agua. Las partículas de tefra pueden hacer que crezcan cristales de hielo en las nubes, lo que aumenta la precipitación. Las cuencas hidrográficas cercanas y el océano pueden experimentar niveles elevados de minerales, especialmente hierro, lo que puede provocar un crecimiento explosivo de la población en las comunidades de plancton. Esto, a su vez, puede resultar en eutrofización.

Disciplinas y registro fósil

Además de la tefrocronología, la tefra es utilizada por una variedad de disciplinas científicas, incluidas la geología, la paleoecología, la antropología y la paleontología, para fechar fósiles, identificar fechas dentro del registro de fósiles y aprender sobre culturas y ecosistemas prehistóricos. Por ejemplo, la tefra de carbonatita encontrada en Oldoinyo Lengai (un volcán en el Valle del Rift de África Oriental) ha enterrado y conservado huellas fosilizadas de humanos cerca del sitio de la erupción. Bajo ciertas condiciones, los bloques volcánicos pueden conservarse durante miles de millones de años y pueden alejarse hasta 400 km de la erupción. Las erupciones volcánicas en todo el mundo han proporcionado valiosa información científica sobre los ecosistemas locales y las culturas antiguas.

Volcanes

África

Los volcanes de África han tenido un impacto en el registro fósil. Geográficamente parte de África, El Hierro es un volcán en escudo y la más joven y pequeña de las Islas Canarias. La erupción más reciente de El Hierro ocurrió bajo el agua, en 2011, y provocó terremotos y deslizamientos de tierra en todas las Islas Canarias. En lugar de cenizas, se liberaron rocas flotantes, 'restingolitas' después de cada erupción. Después de la erupción de 2011, se encontraron fósiles de organismos marinos unicelulares en los restolitos que verifican la teoría del origen de que el crecimiento de las Islas Canarias proviene de un solo chorro flotante de magma del núcleo de la Tierra en lugar de grietas en el fondo del océano. Esto se refleja en la disminución de la edad de las islas de este a oeste desde Fuerteventura hasta El Hierro. Hay alrededor de 60 volcanes en Etiopía, ubicados en el este de África. En el sur de Etiopía, la formación rocosa Omo Kibish está compuesta por capas de tefra y sedimentos. Dentro de estas capas, se han descubierto varios fósiles. En 1967, Richard Leaky, un paleoantropólogo, descubrió dos fósiles de Homo sapiens en la Formación Omo Kibish. Después de la datación por radiocarbono, se determinó que tenían 195 mil años. Otros mamíferos descubiertos en la formación incluyen Hylochoerus meinertzhageni (cerdo del bosque) y Cephalophus (antílope).

Antártida

La Antártida tiene una historia volcánica única. Hoy, la actividad volcánica ocurre en islas ubicadas frente a la costa de la Antártida. Una de las islas más activas es la isla Ross, que tiene 4 volcanes: el monte Erebus, el monte Terror, el monte Bird y el monte Haddington . El más activo de estos cuatro volcanes es el Monte Erebus, un estratovolcán que ha estado en erupción continuamente desde 2019 y es más famoso por su lago de lava.Hace unos 252 millones de años, el evento de extinción Pérmico-Triásico marcó la transición entre la era Paleozoica y la era Mesozoica. Este evento incluyó repetidos impactos de meteoritos que produjeron grandes erupciones volcánicas que liberaron grandes cantidades de gas metano a la atmósfera. Durante este tiempo, la Antártida todavía estaba unida a América del Sur. Cuando los volcanes entraron en erupción, bosques enteros que crecían en la Antártida se cubrieron de lava. En 2015, un grupo de investigadores dirigido por Erik Gulbranson , profesor de la Universidad de Wisconsin–Milwaukee, descubrió el bosque fósil de Allan Hills que data del Período Triásico, hace unos 252 a 200 millones de años. Se han encontrado muchos bosques fósiles en toda la Antártida y son de interés para los científicos de todo el mundo.

Asia

En Asia, varias erupciones volcánicas todavía influyen en las culturas locales en la actualidad. En Corea del Norte, la montaña Paektu, un estratovolcán, entró en erupción por primera vez en el año 946 dC y es un sitio religioso para los lugareños. Entró en erupción por última vez en 1903. En 2017, se descubrió nueva evidencia fósil que determinó la fecha de la primera erupción de la montaña Paektu, que había sido un misterio. Un equipo de científicos dirigido por el Dr. Clive Oppenheimer, vulcanólogo británico, descubrió un tronco de alerce incrustado en la montaña Paektu. Después de la datación por radiocarbono, se determinó que el alerce tenía 264 años, lo que coincide con la erupción del 946 d.C. Se están estudiando los anillos de los árboles y se están haciendo muchos descubrimientos nuevos sobre Corea del Norte durante ese tiempo.

En el noreste de China, una gran erupción volcánica a principios del Cretácico provocó la fosilización de todo un ecosistema conocido como Jehol Biota cuando poderosos flujos piroclásticos inundaron el área. Los depósitos incluyen muchos fósiles perfectamente conservados de dinosaurios, aves, mamíferos, reptiles, peces, ranas, plantas e insectos.

Australia

Los volcanes prehistóricos recién descubiertos de Australia son de interés para los científicos de todo el mundo porque, en la actualidad, son los más antiguos de Australia. Solo hay dos volcanes activos en Australia, uno ubicado en la Isla Heard y el otro en las Islas McDonald. Sin embargo, en 2019, equipos de científicos de la Universidad de Adelaide en Australia y la Universidad de Aberdeen en Escocia descubrieron alrededor de 100 volcanes prehistóricos debajo de las cuencas Cooper-Eromanga. Estos volcanes datan del Período Jurásico, hace 160 a 180 millones de años. Los investigadores están entusiasmados por descubrir más volcanes debajo de Australia y aprender más sobre el paisaje de Australia durante el Período Jurásico.

Europa

Los volcanes de Europa proporcionan información única sobre la historia de Italia. El Monte Vesubio, un estratovolcán, entró en erupción por última vez en marzo de 1944, ubicado en el sur de Italia. En el año 79 d. C., el Monte Vesubio entró en erupción y cubrió la ciudad de Pompeya con lava fundida, cenizas, bloques volcánicos de piedra pómez y gases tóxicos. Toda la erupción duró de 12 a 18 horas. Posteriormente todo quedó perfectamente conservado y fosilizado por la ceniza volcánica y ha aportado una valiosa información sobre la cultura romana. Además, en Italia, el volcán Stromboli, un estratovolcán, entró en erupción por última vez en julio de 2019. En 2013, un equipo de investigadores dirigido por Ingrid Smet y el Dr. Tom Pfeiffer, vulcanólogos, descubrió huellas fósiles de dinosaurios, de Diplodocus hallorum, en gruesas capas de ceniza..

Norteamérica

Se han estudiado varias erupciones volcánicas en América del Norte. El 18 de mayo de 1980, el estratovolcán Mount St. Helens, en el estado de Washington, hizo erupción y esparció quinientos millones de toneladas de ceniza de tefra en Washington, Montana e Idaho, lo que provocó terremotos, deslizamientos de rocas y megatsunami que alteraron gravemente la topografía de las áreas cercanas. Los efectos de la erupción del Monte St. Helens se sintieron tan lejos como el Parque Nacional de Yellowstone, donde las inundaciones relacionadas con la erupción hicieron que los árboles colapsaran y se lavaran en los lechos de los lagos donde se fosilizaron. Los bosques cercanos se inundaron, eliminando la corteza, las hojas y las ramas de los árboles.En 2006, el volcán Augustine en Alaska entró en erupción generando terremotos, avalanchas y cenizas de tefra proyectadas aproximadamente a doscientos noventa kilómetros de distancia. Este volcán de cúpula tiene más de cuarenta mil años y ha entrado en erupción 11 veces desde 1800.

Sudamerica

En América del Sur, hay varios volcanes activos históricos. En el sur de Chile, el volcán Chaitén entró en erupción en 2011 añadiendo 160 metros a su borde. Las armas y herramientas prehistóricas, formadas a partir de bloques de tefra de obsidiana, datan de hace 5.610 años y fueron descubiertas a 400 km de distancia. Debido a la ubicación de la zona de subducción de la Placa de Nazca del Pacífico oriental, existen veintiún volcanes activos en el sur del Perú. En 2006, un equipo de paleontólogos dirigido por Mark D. Uhen, profesor de la Universidad George Mason, excavó fósiles encontrados bajo una capa de ceniza volcánica en Perú. Los fósiles se identificaron como 3 tipos diferentes de arqueocetos, ballenas prehistóricas, y tienen más de 36,61 millones de años, lo que, a partir de 2011, los convierte en los fósiles de ballena más antiguos descubiertos.