La formación de múltiples calderas implica el desarrollo de nuevas cámaras de magma poco profundas

Título original : Los campos de tensión controlan la formación de calderas anidadas y superpuestas: implicaciones para comprender la agitación de las calderas.

Resumen : La formación de una caldera por hundimiento no supone necesariamente el fin de la actividad volcánica en la zona. En muchos casos se pueden formar calderas posteriores cerca de la depresión por hundimiento anterior o calderas que se cruzan y forman estructuras hundidas superpuestas.

En ocasiones, los hundimientos posteriores de las calderas pueden producirse en el interior de la primera caldera, creando de esta forma estructuras hundidas anidadas. En los últimos años varios autores han estado estudiando de forma numérica la manera en la que los campos de tensión alrededor de las cámaras de magma pueden favorecer la formación de calderas por hundimiento, dando por hecho que la roca anfitrión que rodea el depósito de magma se comporta como un medio homogéneo elástico lineal.

Los modelos numéricos presentados en este trabajo estudian la forma en la que el hundimiento de una caldera puede modificar el campo de tensión de una zona volcánica y, por ello, las condiciones para la formación de futuras calderas por hundimiento. Los modelos tienen en cuenta el efecto de la estructura de hundimiento, considerada como una discontinuidad mecánica.

Los investigadores también estudiaron la influencia mecánica de los depósitos del interior y el exterior de la caldera en la formación de nuevas calderas. Todos los modelos numéricos suponen un plano bidimensional de tensión y consideran que la corteza circundante se comporta como un material homogéneo elástico lineal. El dominio informático corresponde a una sección transversal de la corteza superior (50 x 25 km) y las cámaras magmáticas se modelan como cavidades en forma de repisa situadas a una determinada profundidad bajo la superficie de la Tierra. La depresión de la caldera por hundimiento existente tiene 8 km de ancho y 2,75 km de profundidad, aunque consideraron que la caldera tiene un relleno (el material intracaldera) de 1,25 o 1,75 km de espesor.

Como condiciones de carga los científicos asumieron una presión inferior de 10 MPa que se ejerce sobre las paredes de la cámara, es decir, un exceso de presión negativa en la cámara. En algunos ensayos numéricos tuvieron en cuenta la existencia de una falla circular anterior al introducir una zona larga y vertical de debilidad en los márgenes de la caldera.

Encontraron que los campos de tensión alrededor de las cámaras de magma de poca profundidad que favorecen la formación de estructuras de caldera anidadas o superpuestas dependen de: 1) las dimensiones de la estructura del hundimiento de la caldera anterior, 2) el tamaño de la nueva cámara de magma susceptible de generar el episodio que forme una caldera posterior y 3) las propiedades mecánicas de la roca anfitrión circundante y los materiales durante el hundimiento y posterior a este.

Es más, los resultados obtenidos en este documento podrían ser relevantes para la interpretación de episodios de agitación en sistemas de calderas activas. Los resultados numéricos confirman que la formación de múltiples calderas (anidadas, superpuestas o separadas) implican el desarrollo de nuevas cámaras de magma poco profundas diferentes a las que produjeron la primera caldera por hundimiento. En consecuencia, la interpretación de los episodios de agitación magmática en calderas por hundimiento activas no se debería basar en la hipótesis de que el responsable de la agitación actual es el mismo sistema que originó la caldera.

Autores : Geyer, A.; Marti, J.

Direcciones :
1. Universidad de Bristol, Departamento de Ciencias de la Tierra, Bristol (Inglaterra).
2. CSIC, Laboratorio de Simulación de Procesos Geológicos SIMGEO, Departamento de Geofísica & Georiesgo, Instituto de Ciencias de la Tierra Jaume Almera, Barcelona (España)

Contactos : A.GeyerTraver@bristol.ac.uk , joan.marti@ija.csic.es