Monterey Bay Aquarium Research Institute


Los volcanes y los montes submarinos
Diario de campaña
DÍa 5: Rocas, una gran historia que contarnos
Abril 25, 2012

Hoy nuevamente tuvimos una bella mañana con cielos despejados y un mar tranquilo aunque por la tarde esto cambio ya que el cielo empezó a nublarse un poco y aumentó la humedad, espero que esto no sea augurio de mal tiempo.

El día de hoy realizamos la inmersión D395 que se encuentra al noreste de la inmersión del día de ayer, es decir, nos encontramos en una zona de la cordillera Alarcón que se encuentra más al norte. El jefe de la expedición muy emocionado nos dice que vamos a encontrar algunas chimeneas hidrotermales pero nosotros sabemos que existe una alta probabilidad de que no estén activas ya que las evidencias indican que entre más al norte nos dirijamos menos probabilidad tendremos de encontrar actividad hidrotermal.

Una de las primeras imágenes que recibimos revela algo similar a lo que observamos el día de ayer; un fondo marino constituido por flujos de lava principalmente del tipo derrame y lavas en almohadilla. A diferencia del suelo que observamos el día de ayer, en este recorrido no se observan muchas irregularidades, grandes escarpes de falla, grandes montes submarinos, depósitos de talud ni fisuras. Básicamente tenemos un fondo muy regular donde la ausencia de los elementos antes mencionados revela una zona con menos actividad que la zona donde estuvimos ayer. En nuestro camino nos encontramos con algunas chimeneas hidrotermales inactivas. Como mencioné anteriormente esto era de esperar.

pillow lava
La apariencia del fondo marino principalmente compuesto flujos de lava tipo almohadilla y derrames de lava
inactive hydrothermal chimney
Chimeneas hidrotermales inactivas.
inactive hydrothermal chimney
Una gran chimenea inactiva con algunos organismos viviendo sobre ella como el cangrejo blanco (galatheid) en la parte superior.

Casi al final del recorrido encontramos varias chimeneas también inactivas. Cuando el sumersible se acercó a la chimenea de mayor tamaño algo empezó a brillar en la superficie, resultó ser pirita. Cuando este de mineral está presentes en una chimenea hidrotermal, significa que la temperatura en esta zona debió ser muy elevada en el momento que se precipitó.

pyrite
Un acercamiento de la muestra que fue tomada de la chimenea hidrotermal. El mineral amarillo que brilla es pirita.

Al igual que en las otras inmersiones se tomaron muestras de lava y núcleos de sedimento. En este sentido es importante mencionar que estas muestras serán analizadas en laboratorios especializados y la información obtenida puede ser de mucha utilidad al tratar en unos casos de dar respuestas y en otros casos a aclarar procesos relacionadas con el Golfo de California. Por ejemplo, en el caso de los núcleos de sedimento, con la ayuda de los microfósiles contenidos en ellos podemos realizar estudios que nos permitan, entre otras cosas; a) tratar de saber cómo ha variado la productividad de las aguas del Golfo en esta región a lo largo del tiempo, b) determinar si el agua de la corriente de California que penetran en el golfo llega hasta esta región, c) saber cómo ha variado la concentración de oxigeno en el agua a lo largo del tiempo, d) cómo ha variado el clima en esta región a lo largo del tiempo entre muchas otras.

—Rigoberto Guardado

Al igual que muchas personas han mencionando hasta ahora, una de las cosas que hacemos con el ROV en el fondo del océano es colectar y traer rocas. Para algunas personas todas son iguales: negras y rocas volcánicas, fantásticas para pisapapel! pero para nosotros, cada roca tiene una historia que contar y cuando ponemos todas estas historias juntas. Esperamos obtener algunas respuestas a preguntas que otros han tenido al describe esta zona. ¿Hace cuando ocurrieron las erupciones? ¿Qué tan grandes fueron? ¿De donde vinieron?. Si es el mismo material de magma que alimento el Volcan A y el Volcan B? o ellos se generaron a partir de diferentes fuentes? Qué procesos ocurren al interior de la corteza terrestre, que deja escapar el magma?. En el orden que se tengan algunas respuestas a estas preguntas, nosotros seremos capaces de distinguir el flujo de un volcán de otro, y nosotros necesitamos conocer algunas cosas acerca de la composición y edad de las rocas.

Parte de la historia se puede contar solo con las observaciones que hicimos del piso oceánico y juntándolas con los mapas de alta resolución AUV. Como se discutió con Ryan Portner en el primer día y por Ronald Spelz y Brian Dreyer en el día 3, Sí podríamos decir que el flujo A está arriba del flujo B o si bien, tiene una cubierta delgada de sedimentos, así nosotros podemos decir que el flujo A es mas joven. También Rigoberto menciono acerca de la inmersión de hoy, donde se exploro una región de muchas ventilas hidrotermales inactivas. Al igual que las ventilas activas son excitantes y hermosas, las ventilas inactivas tiene una historia igual de importante, porque si no hay calor que alimente a las ventilas, significa que los flujos de lava probablemente no son muy jóvenes.

Las observaciones nos dicen una edad relativa. En otras palabras, nosotros podremos en algunas ocasiones decir sí un flujo es mas viejo o joven que otro. Pero no podemos decir si uno tiene 40 años y él otro 350 años de edad; no podemos decir la edad absoluta. Y tampoco podemos decir nada acerca de las diferentes composiciones del magma.

rock collecting
(superior) El brazo manipulador ROV toma una muestra de una lava almohada. (debajo) La parte posterior la misma muestra en la cubierta.
sample

Para hacer esto necesitamos rocas! (y lodo, como lo mencionó Brian en el tercer día) Muchos científicos en el crucero están trabajando con las rocas para llevarlas a casa, utilizando diferentes técnicas para extraer diferentes historias de las rocas. Algunos están buscando diferentes minerales en las rocas y describir la composición de las rocas: Cuanto hay de hierro, magnesio, silicio, etc. en las rocas volcánicas. Variaciones en la composición de la roca, nos puede decir que tan similares o diferentes es la fuente de magma que las origino. Minerales en roca de lava puede también decirnos que tan profundo estaba la cámara de magma, Cuanto tiempo estuvo en la cámara antes de la erupción, o que tan vieja es la roca. La composición de los minerales en las rocas de sulfato nos dice que tanto tiempo tiene que la ventila ceso su actividad. Incluso las propiedades magnéticas de las rocas pueden decirnos algo útil. Cuando la lava caliente sale después de una erupción, queda registro de la dirección y campo magnético de la tierra, el cual varía en tiempo. Al extraer esta información “Paelomagnetica” nosotros podemos intentar asignar una fecha absoluta o relativa de los flujos.

Las rocas nos pueden decir muchas cosas. Solamente debemos saber como preguntar y escuchar cuidadosamente las respuestas.

—Julie Bowles
Traducido por Rigoberto Guardado y Hiram Rivera

pyrite
Rigoberto y Hiram traducen nuestro blog diariamente.

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Volcanoes & Seamounts
 Equipment

R/V Western Flyer

The R/V Western Flyer is a small water-plane area twin hull (SWATH) oceanographic research vessel measuring 35.6 meters long and 16.2 meters wide. It was designed and constructed for MBARI to serve as the support vessel for ROV operations. Her missions include the Monterey Bay as well as extended cruises to Hawaii, Gulf of California and the Pacific Northwest.

ROV Doc Ricketts

ROV Doc Ricketts is MBARI's next generation ROV. The system breaks new ground in providing an integrated unmanned submersible research platform, with many powerful features providing efficient, reliable and precise sampling and data collection in a wide range of missions.

Push cores

A push-core looks like a clear plastic tube with a rubber handle on one end. Just as its name implies, the push core is pushed down into loose sediment using the ROV's manipulator arm. As the sediment fills up the core, water exits out the top through one-way valves. When the core is pulled up again, these valves close, which (most of the time) keeps the sediment from sliding out of the core tube. When we bring these cores back to the surface, we typically look for living animals and organic material in the sediments.

Niskin bottles

Niskin bottles are used to collect water samples as well as the tiny bacteria and plankton in that volume. The caps at both ends are open until the bottles are tripped, when the caps snap closed.


Biobox

The box fits in a partition in the sample drawer. It is shown open, with an animal being placed into it by the ROV's manipulator. When the lid is closed, the box will hold water to protect the animals inside.


Rock crusher

This device is used to collect volcanic glass fragments from the surface of a flow. It is made of about 450kg of lead and steel and is launched over the stern of the ship on a wire. Fragments of rock that break off of the lava flow on impact are trapped in wax-tipped cones mounted around the crusher. The wax is melted in the lab to liberate the rock particles for analysis.

Benthic toolsled

The benthic toolsled is attached to the bottom of the ROV for our geology dives. Its components are the manipulator arm and the sample drawer. The sample drawer is shown open on deck, full of rocks. Normally it is closed when the vehicle is operating and is opened only when a sample needs to be stowed. Partitions in the drawer help us keep the rocks in order. The rocks often look alike, but the conditions and chemistries of the eruptions are different so it is important that we know where each came from.

Glass suction sampler

This equipment is used to vacuum glass particles and larval animals from cracks and crevices. The carousel of small plastic jars fitted with wire mesh will be mounted in the benthic toolsled. The hose will be held by the ROV's manipulator and a suction will be drawn by the pump.

Sediment scoops

Canvas bags on a T-handle for collecting gravel or other materials that fall out of a push-core.


Temperature probe

Held by the ROV's manipulator, the wire on the right is placed into the fluid emitted from a hydrothermal vent to record the temperature.


Vibracores

Vibracoring is a common technique used to obtain samples from water-saturated sediment. These corers work by attaching a motor that induces high frequency vibrations in the core liner that in turn liquefies the sediment directly around the core cutter, enabling it to pass through the sediment with little resistance.


 Crew

R/V Western Flyer

Ian Young
Master


 

George Gunther
First Mate


 

Matt Noyes
Chief Engineer


 

Andrew McKee
Second Mate


 

Lance Wardle
First Engineer


 

Shaun Summer
Relief First Engineer


 

Olin Jordan
Oiler


 

Craig Heihn
Relief Deckhand


 

Jason Jordan
Relief Deckhand


 

Dan Chamberlain
Electronics Officer


 

Patrick Mitts
Steward


 

ROV Doc Ricketts

Knute Brekke
Chief ROV Pilot


 

Mark Talkovic
Senior ROV Pilot


 

Randy Prickett
Senior ROV Pilot


 

Bryan Schaefer
ROV Pilot/Technician


 

Eric Martin
ROV Pilot/Technician


 

 Research Team

Dave Clague
Chief Scientist
MBARI

Dave's research interests are nearly all related to the formation and degradation of oceanic volcanoes, particularly Hawaiian volcanoes, mid-ocean ridges, and isolated seamounts. Topics of interest include: compositions of mantle sources for basaltic magmas and conditions of melting; volatile and rare-gas components in basaltic magmas and their degassing history; chronostratigraphic studies of eruption sequence and evolution of lava chemistry during volcano growth; subsidence of ocean volcanoes and its related crustal flexure, plate deformation, and magmatic activity; geologic setting of hydrothermal activity; origin of isolated seamounts; and monitoring of magmatic, tectonic, and hydrothermal activity at submarine and subaerial volcanoes.

Jenny Paduan
Research Specialist
MBARI

Jenny works with Dave Clague in the submarine volcanism project, processing the high-resolution MBARI mapping AUV data and interpreting the maps using ROV observations and samples from our research sites. On this cruise, she will stand watches in the ROV control room, help with rock and sediment sample workup and curation once the vehicle is on deck, and coordinate these cruise logs. She is now quite solidly a marine geologist, but her degrees are in biochemistry (Smith College) and biological oceanography (Oregon State University). She is thankful for the opportunities that have led her to study volcanoes, and loves being involved with the research and going to sea. She looks forward to discovering more about how Earth works.

Lonny Lundsten
Senior Research Technician
MBARI

On this cruise, Lonny will be in charge of biological sample collection and processing and video data management. This work entails identifying unique biological and geological features that will be seen during the dive, while using MBARI-designed software to log the observations. He is especially excited about this expedition, because no one has surveyed this particular seamount before, and he expects to find many new species on this cruise.

Julie Martin
Senior Research Technician
MBARI

Julie works with the submarine volcanism group, where she currently produces high resolution maps of the seafloor that are used to identify geologic features along submarine ridges and seamounts. Her research interests also include modeling of volcanic ash from sub-aerial, large-scale explosive eruptions.

Ryan Portner
Postdoctoral Fellow
MBARI

Ryan's work with the submarine volcanism project primarily focuses on the formation and distribution of volcaniclastic deposits on active and extinct seamounts and mid-ocean ridges. By categorizing the diversity in these deposits with respect to volcanic landforms he hopes to better understand the underlying controls on explosive vs. non-explosive deep marine eruptions. His background research on deep-marine gravity flow deposits preserved in sedimentary-volcanic successions exposed on land lends a comparable platform to study similar deposits of the modern oceans.

Julie Bowles
Collaborator

Julie is a Research Associate and Staff Scientist with the Institute for Rock Magnetism at the University of Minnesota. As a paleomagnetist, Julie studies variations in Earth's magnetic field and how those variations get recorded in rocks and sediments. One of Julie's particular interests involves using paleofield variations recorded in mid-ocean ridge lava flows to place age constraints on the flows. On this expedition, Julie is interested both in using this technique to try to date some of the young lava flows and in gaining a better understanding of how the Earth's field has varied in this particular location.

Paterno Castillo
Collaborator

Pat is a Professor of Geology at the Scripps Institution of Oceanography, University of California, San Diego. His research interests include petrology and geochemistry of magmas produced within and along divergent and convergent boundaries of tectonic plates, magmatic and tectonic evolution of continental margins and mantle geodynamics. On this expedition, Pat is interested in the petrologic and tectonic evolution of the newly formed oceanic basement in the Gulf of California.

Brian Dreyer
Isotope Geologist
UC Santa Cruz
Institute of Marine Sciences

Brian studies the recent magmagenesis and petrology of the Juan de Fuca Ridge. His interest in mid-ocean ridges began during his postdoctoral fellowship with MBARI's submarine volcanism project; there, he utilized uranium-series disequilibria within individual lavas of Axial Seamount to clarify eruption and petrogenetic timescales. At mid-ocean ridge systems globally, Brian is interested in a) how variability in lava morphology, geochemistry, and petrology reflect deeper mantle-melting and magmatic processes and their complex interplay with tectonism and b) improving the chronological framework of the ridge magmatic plumbing systems. Brian received his Ph.D. in Earth and Planetary Science from Washington University in St. Louis in 2007.

Rigoberto Guardado
Collaborator
Universidad Autónoma de Baja California

Rigoberto Guardado is a teacher and research scientist with the Facultad de Ciencias Marinas (Marine Sciences Faculty) at the University of Baja California in Mexico. As a oceanographer, Rigoberto studies sedimentation processes in the ocean. On this expedition, Rigoberto is interested in learning more about the sediments in this area of the Gulf of California.

Ronald Michael Spelz Madero
Collaborator
CICESE

Ronald Spelz earned his Ph.D. in earth sciences from Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada (CICESE) in 2008. His research interests are mainly focused in the structural geology and tectonic geomorphology of fault bounded basins and mountain range-fronts in northern Baja California. He is also part of the multidisciplinary research team studying the origin and effects of the El Mayor-Cucapah 7.2 magnitude earthquake which struck northern Baja in April 4, 2010. Ronald presently works in the Marine Sciences Faculty at the Universidad Autónoma de Baja California.

Hiram Rivera
Collaborator
Universidad Autónoma de Baja California

Hiram Rivera is part of the Coastal Management group and teacher in the Faculty of Marine Science at Universidad Autónoma de Baja California. Since 2008 he has worked as a technician with geographic information systems (GIS) applied to fisheries resource management. From 2010 to now he has worked with his students in public participation geographic information systems (PPGIS) 3D models applied to the use of GIS to broaden public involvement in policymaking. His interest for this cruise is to learn about the techniques associated with digital cartography of the Gulf of California.



Last updated: Apr. 28, 2012