Volcanes

Índice de explosividad volcánica (VEI)



Algunas erupciones volcánicas son miles, o incluso un millón de veces más explosivas que otras.

Índice de explosividad volcánica: Las esferas en la ilustración de arriba representan el volumen de tefra erupcionado para algunas de las erupciones volcánicas explosivas más conocidas. Aunque la mayoría de la gente cree que el Vesubio (79 dC - la erupción de Pompeya), el Monte St. Helens (1980) y el Monte Pinatubo (1991) fueron enormes, son muy pequeños en comparación con las erupciones antiguas como Wah Wah Springs, Toba, Yellowstone, o Long Valley Caldera.

Índice de explosividad volcánica: El índice de explosividad volcánica se basa en el volumen de tefra producido durante una erupción. Las esferas en este diagrama dan una comparación de tamaño relativo para cada paso del índice.

Escalas de medida para eventos naturales

Medir el tamaño o la fuerza de los eventos naturales siempre ha sido un desafío para los científicos naturales. Desarrollaron la escala de magnitud de Richter para estimar la cantidad de energía liberada por un terremoto, la escala de Saffir-Simpson para estimar el potencial de un huracán y la escala de Fujita para evaluar la intensidad de los huracanes. Estas escalas son valiosas para comparar diferentes eventos y para comprender la cantidad de daño que pueden causar eventos de diferente tamaño.

Medir la fuerza de una erupción volcánica es más difícil que recopilar datos de velocidad del viento o medir el movimiento del suelo con un instrumento. Las erupciones volcánicas producen diferentes tipos de productos, tienen diferentes duraciones y se desarrollan de diferentes maneras. También existe el problema de que algunas erupciones son explosivas (los materiales de roca son expulsados ​​del respiradero), mientras que otras erupciones son efusivas (la roca fundida fluye del respiradero).

Erupción reducto: Nube de erupción del volcán Redoubt vista desde la península de Kenai. Esta erupción duró desde el 14 de diciembre de 1989 hasta el 20 de junio de 1990. Fue solo un VEI 3. Toba fue aproximadamente 10,000 veces más explosivo. Fotografía de R. Clucas, 21 de abril de 1990. Imagen del USGS. Agrandar. Más información.

Medición de erupciones explosivas

Chris Newhall, del Servicio Geológico de los Estados Unidos, y Stephen Self, de la Universidad de Hawai, desarrollaron el Índice de Explosividad Volcánica (VEI) en 1982. Es una escala relativa que permite comparar erupciones volcánicas explosivas entre sí. Es muy valioso porque puede usarse tanto para erupciones recientes que los científicos han presenciado como para erupciones históricas que ocurrieron hace miles o millones de años.

La característica principal de erupción utilizada para determinar el índice de explosividad volcánica es el volumen de material piroclástico expulsado por el volcán. El material piroclástico incluye cenizas volcánicas, tefra, flujos piroclásticos y otros tipos de eyección. La altura de la columna de erupción y la duración de la erupción también se consideran al asignar un nivel de VEI a una erupción.

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Wah Wah Springs: Eric Christiansen y Myron Best de la Universidad Brigham Young explican la evidencia que respalda la erupción de Wah Wah Springs como una de las erupciones volcánicas explosivas más grandes, si no la más grande, conocida.

Tuff Canyon: Otra erupción VEI 8 que rivaliza con Wah Wah Springs ocurrió hace unos 28 millones de años en lo que ahora es el suroeste de Colorado. La erupción en La Garita Caldera produjo el Fish Canyon Tuff, una ignimbrita dacítica, ¡con un volumen estimado original de aproximadamente 5,000 kilómetros cúbicos! Imagen de USGS. Ampliar / fuente de imagen.

Pasos de la escala VEI

La escala VEI comienza en 0 para erupciones que producen menos de 0.0001 kilómetro cúbico de eyección. La mayoría de estas erupciones son muy pequeñas. Sin embargo, algunos de ellos son "efusivos" en lugar de ser "explosivos". Las erupciones efusivas se caracterizan por la lava que fluye desde el respiradero en lugar de expulsarlas por el respiradero.

Las erupciones clasificadas en VEI 1 producen entre 0,0001 y 0,001 kilómetros cúbicos de eyección. Por encima de VEI 1, la escala se vuelve logarítmica, lo que significa que cada paso en la escala representa un aumento de 10X en la cantidad de material expulsado. Las erupciones de VEI 2 producen entre 0.001 y 0.01 kilómetros cúbicos de eyección. Las erupciones de VEI 3 producen entre 0.01 y 0.1 kilómetros cúbicos de eyección. La progresión de la escala de VEI 0 a VEI 8 se muestra en el diagrama de esta página.

Con cada paso en la escala representando un aumento de explosividad de 10X, un VEI 5 ​​es aproximadamente diez veces más explosivo que un VEI 4. Dos pasos de la escala son un aumento de 100X en explosividad. Por ejemplo, un VEI 6 es aproximadamente 100 veces más explosivo que un VEI 4. Un VEI 8 es un millón de veces más explosivo que un VEI 2. Todo esto se basa en el volumen de eyección.

Debido a que cada paso de la escala es un aumento de 10 veces en el material expulsado, existe una enorme diferencia en el tamaño de una erupción en el extremo inferior de un escalón y una erupción en el extremo superior de un escalón. Por esta razón, a menudo se agrega un "+" a las erupciones que se sabe que están en el extremo superior de su paso. Por ejemplo, la erupción de Katla en el sur de Islandia el 12 de octubre de 1918 se calificó en VEI 4+ porque la erupción fue un VEI 4 muy fuerte.

Wah Wah Springs: Eric Christiansen y Myron Best de la Universidad Brigham Young explican la evidencia que respalda la erupción de Wah Wah Springs como una de las erupciones volcánicas explosivas más grandes, si no la más grande, conocida.

Sitio de erupción de Toba: Hace unos 73,000 años, un volcán conocido como "Toba" entró en erupción en la isla de Sumatra, Indonesia. Fue una de las mayores erupciones volcánicas que se pueden documentar con la evidencia actual. Se cree que la explosión ha deforestado partes de la India, a unas 3000 millas de distancia, y ha expulsado unos 2600 kilómetros cúbicos de escombros volcánicos. Hoy el cráter es el lago volcánico más grande del mundo, de unos 100 kilómetros de largo y 35 kilómetros de ancho. Imagen compuesta con datos de Landsat Geocover 2000 de la NASA.

¿Qué erupción tiene el VEI más alto?

Alrededor de cincuenta erupciones han sido clasificadas como VEI 8 porque se cree que han producido unos increíbles 1,000 kilómetros cúbicos o más de eyección. Esto sería una masa de eyección no compactada de diez kilómetros de longitud, diez kilómetros de ancho y diez kilómetros de profundidad. Las erupciones en Toba (hace 74,000 años), Yellowstone (hace 640,000 años) y el Lago Taupo (hace 26,500 años) son tres de los 47 sitios VEI 8 que han sido identificados.

La erupción VEI 8 con el mayor volumen de eyección conocida es la erupción de Wah Wah Springs que ocurrió en lo que ahora es el estado de Utah, hace unos 30 millones de años. Se estima que ha producido más de 5500 kilómetros cúbicos de eyección en aproximadamente una semana.

Las erupciones en la provincia ígnea de trampas Paraná y Etendeka tuvieron un volumen eruptivo de más de 2.6 millones de kilómetros cúbicos. Sin embargo, se cree que son erupciones efusivas que producen lava de basalto fluido en lugar de erupciones explosivas que producen eyección. Las erupciones de Paraná y Etendeka ocurrieron hace unos 128 a 138 millones de años. Sus flujos de lava abarcan desde el este de Brasil hasta las partes occidentales de Namibia y Angola. Ocurrieron cuando África y América del Sur estaban conectadas.

Relacionado: Tipos de erupciones volcánicas

Erupción del Monte St. Helens: La erupción del 18 de mayo de 1980 en el Monte St. Helens fue considerada por la mayoría de las personas como una erupción enorme. La explosión eliminó los 400 metros superiores de la montaña, produjo una avalancha de escombros que cubrió 62 kilómetros cuadrados y derribó árboles en un área de aproximadamente 600 kilómetros cuadrados. Esta erupción fue un VEI 4. Toba, en un VEI 8, fue aproximadamente 10,000 veces más explosivo. Imagen de USGS.

La frecuencia de las grandes erupciones


Frecuencia de erupción VEI
VEIFrecuencia
0frecuente
1frecuente
2decenas por año
3varios por año
4decenas por década
5uno por década
6varios por siglo
7varios por milenio
8dos por 100.000 años
Datos del USGS.

Como con la mayoría de los eventos naturales, las erupciones volcánicas pequeñas son muy comunes, y las erupciones grandes son muy raras. Los datos a la izquierda del Servicio Geológico de los Estados Unidos resumen la frecuencia relativa de erupciones de varias clasificaciones de VEI. Muestra claramente la rareza de las altas erupciones de VEI, pero demuestra que son posibles eventos.

El gráfico de barras en esta página resume la frecuencia de las erupciones con varias clasificaciones de VEI utilizando datos del Programa Global de Vulcanismo de la Institución Smithsonian para erupciones que ocurrieron entre hace aproximadamente 10,000 años y 1994. Solo se han documentado cuatro erupciones de VEI 7, pero durante Se han producido tres mil eventos VEI 2. Afortunadamente, las erupciones muy grandes son eventos muy raros.

VEI vs. frecuencia de erupción: Este cuadro muestra cómo las erupciones pequeñas y menos explosivas son mucho más frecuentes que las grandes. Los datos utilizados para preparar el gráfico provienen de la base de datos del Programa Global de Vulcanismo de la Institución Smithsonian. Esta base de datos incluye erupciones registradas e históricas que ocurrieron entre hace aproximadamente 10,000 años y 1994.

Estimando Volúmenes de Ejecta


Espesor de ceniza a 16 km
VEIEspesor
0nulo
1limpiar el polvo
2unos centímetros
3varios centímetros
4unas pocas decenas de centímetros
5aproximadamente 1/2 metro
6unos tres metros
7al menos varios metros
Datos del USGS.

Cuando ocurre una erupción explosiva, la eyección se extiende por la fuerza de la explosión y por el viento. Por lo general, es más grueso cerca de la fuente y disminuye en grosor con la distancia.

Con las erupciones actuales, los observadores pueden compilar informes de grosor de ceniza desde muchos lugares diferentes y crear un mapa de contorno de grosor de ceniza. Estos datos pueden usarse para estimar el volumen de eyección.

Las estimaciones precisas se vuelven más difíciles cuando la erupción ocurre en un área remota y muy difícil cuando la erupción ocurre en una isla que está a una gran distancia de otras islas o masas de tierra. En estas situaciones, el tamaño de la nube de erupción y la duración de la erupción se pueden combinar con datos de depósitos de cenizas para asignar una calificación VEI.

Problemas de estimación similares ocurren al calcular los volúmenes de eyección para erupciones antiguas. Ejecta se erosiona fácilmente y, a menudo, está cubierta por materiales más jóvenes. En estas situaciones, se deben hacer "mejores estimaciones". Cuando es difícil asignar un número VEI, a menudo se agrega un signo de interrogación al número para indicar incertidumbre. Por ejemplo, el Proyecto de Vulcanismo Global enumera el VEI de la erupción del Vesubio de Italia del 24 de octubre de 79 como "5?" porque no hay suficientes datos disponibles para estar seguros sobre el número.

Información de explosividad volcánica
La erupción del supervolcán - en Sumatra - deforestó la India hace 73,000 años: Comunicado de prensa publicado en línea por la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign, noviembre de 2009.
Preguntas sobre supervolcanes: Observatorio del volcán de Yellowstone, Servicio Geológico de los Estados Unidos, consultado por última vez en agosto de 2016.
El cuerpo de magma Fish Canyon, el campo volcánico de San Juan, Colorado: rejuvenecimiento y erupción de un batolito de la corteza superior: O. Bachmann, M.A. Dungan y P.W. Lipman, Journal of Petrology, Volumen 43, páginas 1469-1503, 2002.
Programa de vulcanismo global: una tabulación de datos de erupción volcánica que incluye clasificaciones de VEI y volúmenes eruptivos para miles de volcanes en todo el mundo. Institución Smithsonian, Museo Nacional de Historia Natural, último acceso en agosto de 2016.
Supervolcanes descubiertos en Utah por geólogos de BYU: Cara Caldwell, comunicado de prensa de la Universidad Brigham Young, 8 de diciembre de 2013.

¿Por qué la escala se detiene en VEI 8?

Las erupciones explosivas más grandes que se han documentado hasta la fecha se han clasificado en VEI 8. ¿Podrían ocurrir erupciones más grandes que Toba, Yellowstone y otros eventos de VEI 8? ¿Tiene la Tierra la capacidad de producir una explosión capaz de lanzar los 10,000 kilómetros cúbicos de eyección necesarios para calificar una erupción VEI 9?

Es posible que exista evidencia de una erupción VEI 9 y esté enterrada en el registro geológico. Las erupciones tan grandes serían eventos muy raros, pero es imposible decir que las erupciones tan grandes nunca ocurrieron. Si una erupción tan grande ocurriera en el futuro, sería una amenaza significativa para la vida en la Tierra.

Autor: Hobart M. King, Ph.D.