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¿Cuánto agua posee el magma volcánico?

Los elementos volátiles en el magma, principalmente el agua, generan explosiones volcánicas. Pero la parte complicada es determinar cuánto contenido volátil había antes de que se produjera la erupción. Esto es especialmente difícil cuando la única evidencia que tienen los científicos es el producto final después de que se hayan perdido todos los compuestos volátiles.

Una nueva investigación de la Universidad de Washington en St. Louis ha proporcionado evidencias convincentes de que los magmas pueden ser más húmedos de lo que se pensaba.

Experimentando en busca de agua en el magma

El método más utilizado para determinar ese contenido volátil se basa en el estudio de las inclusiones del fundido, esto es, los pequeños trozos de magma que quedan atrapados en cristales erupcionados en lava. Los científicos estudian esas inclusiones para determinar la cantidad de hidrógeno que tiene, lo cual, a través del cálculo posterior, puede conducir a saber qué cantidad de agua se disolvió en el magma en la corteza terrestre antes de que surgiera un volcán. Este método generalmente se acepta como un límite inferior preciso en el contenido volátil, lo que representa un poco del agua que podría haberse perdido durante la explosión.

Michael J. Krawczynski y Maxim Gavrilenko, dos geoquímicos experimentales, han optado por investigar el límite superior, algo que se no había llevado a cabo hasta entonces. El objetivo es averiguar es saber cuánta agua había. Krawczynski pone el siguiente ejemplo: "puedes saber que llovió mucho si tu pluviómetro está lleno, pero en realidad no sabes cuánto llovió porque tan solo tienes esa agua registrada. ¡Pero podría haber llovido más!”. Algo similar sucede con las inclusiones fundidas, dado que en ese estado no puede contener toda el agua.

Magma de laboratorio

Gavrilenko y Krawczynski crearon inclusiones sintéticas de fusión en el laboratorio para determinar cuánta agua podría contener una masa fundida. Para hacer esto, reprodujeron las condiciones de temperatura y presión que existen a 40 kilómetros por debajo de la superficie de la Tierra. Después, fundieron y apagaron (enfriaron rápidamente) la muestra. A continuación, agregaron más y más agua a la muestra hasta que ya no se pudo apagar para formar un vaso.

"Descubrimos que, si tienes mucha agua, al final no tienes un vaso", dijo Gavrilenko. “Estas inclusiones fundidas desvitrificadas (no vítreas) existen en la naturaleza, pero preferentemente no se estudian para los compuestos volátiles, lo que ha llevado a un sesgo de la muestra en este campo de investigación”.

Un sesgo que resulta muy problemático para los científicos que intentan saber la cantidad de agua que se recicla en las zonas de subducción y que son más ricas en agua en comparación con otras configuraciones tectónicas. "Si los magmas profundos en estas zonas tienen más del 9% en peso de agua, entonces, no se medirán correctamente con el método actual", dijo Gavrilenko. “Hay una necesidad de encontrar un nuevo método para medir. Necesitamos un cubo nuevo, más grande ".

Implicaciones del ciclo global del agua

Los resultados de este estudio tienen relación un trabajo reciente de Douglas A. Wiens, Profesor Distinguido Robert S. Brookings en ciencias terrestres y planetarias, publicado en la revista Nature. En él, Wiens concluía que el agua puede subducir hasta cuatro veces más en el manto de la Tierra de lo que los científicos pensaban. El trabajo de Gavrilenko y Krawczynski apunta a cómo el ciclo del agua, dentro y fuera de la corteza, podría reequilibrarse tras estos descubrimientos.