Monterey Bay Aquarium Research Institute


Los volcanes y los montes submarinos
Diario de campaña
DÍa 6: Aprender a amar de lava
Abril 26, 2012

Jenny escribe: La inmersión de hoy fue un poco mas hacia el NE de las anteriores inmersiones, a lo largo de la zona neovolcánica de la cordillera de Alarcón, usando el mapa del AUV para guiarnos en la inmersión. Al igual que las inmersiones D393 a D395, nosotros observamos y colectamos rocas y núcleos con sedimento de numerosos estructuras de flujos que se habían identificado en los mapas del AUV para determinar su edad relativa, morfología para determinar si algunos conos observados en el mapa eran lavas en almohadilla o viejos depósitos de sulfitos (todos ellos resultaron ser montes compuestos por almohadillas con pendientes muy abruptas), y examinar los patrones de las fracturas.

—Jenny Paduan

windless day

Sí estuvieras sentado con nosotros en el cuarto de control durante una de nuestras inmersiones, escucharías repetir términos como “flujo lobulado”, “flujo tipo derrame desordenado”, “lava en almohadilla alargadas”, “almohadillas truncadas” y “ Oh que hermoso basalto plagiofírico vítreo (plagphyric glassy basalt) ”. Y si tú permanecieras con nosotros un poco más de tiempo, tal vez también empieces a entender estos términos. Si bien es cierto que los geólogos, parecen hablar otro idioma la mayoría del tiempo, hay una razón para usar esta terminología; cuando se hace una interpretación de la morfología del piso oceánico, muchas veces se requiere consultar las anotaciones que cada investigador hace lo que se facilita cuando todos usan la misma terminología. El término morfología refiere a forma y estructura del paisaje. Cada uno de los términos que he mencionado es utilizado para describir tipos de flujos de lava específicos o características observadas a lo largo de la cordillera de Alarcón.

Cuando hablamos de morfología de flujos de lava podemos referirnos a dos tipos; derrames y almohadilla.

sheet and pillow flows
A la izquierda de esta fotografía se observa un ejemplo de un flujo tipo derrame y la derecha un ejemplo de flujo tipo almohadilla en la cordillera de Alarcón.

Los derrames de lava son capas planas (o casi planas) de lava solidificada. La forma de estas capas depende en mucho de la forma del suelo que se encuentra bajo ellas y la tasa de erupción. Cuando los flujos de lava se mueven a gran velocidad es posible observar líneas de flujo bien definidas y estos flujos una vez solidificados se parecen mucho a un río de lava como el que se observa en la fotografía anterior. Si el flujo se fractura y desordenado le llamados flujo desordenado (jumbled sheet flow). A medida que el flujo se aleja de la fuente de lava, se enfría y disminuye su velocidad. La morfología también cambiará y se transformará en flujo lobulado. Si la velocidad disminuye aún más le llamaremos lavas en almohadilla.

jumbled sheet and lobate flows
En la parte izquierda podemos observar un ejemplo de flujo desordenado y en la derecha podemos observar un ejemplo de flujo lobulado.

Las lavas en almohadilla son formas redondas de lava solidificada. Estás estructuras se forman lentamente a medida que la lava sale del piso oceánico y la superficie de la misma se enfría rápidamente al contacto con el agua fría del mar. Para darte una idea de cómo se forman estas lavas en almohadilla, imagínate que estás apretando un tubo de pasta dental, si cuando la pasta saliera del tubo su superficie se endureciera, la parte interior seguiría siendo fluida y rompería la costra rígida generando así un abultamiento y esa forma abultada sería algo similar lo que llamamos lava en almohadilla. Las lavas en almohadilla pueden variar en tamaño y forma y cada una de ellas nos puede dar un poco de información de la erupción que las formó. El día de hoy, cuando estábamos muestreando flujos cerca de las fisuras en fondo marino pudimos observar lavas en almohadilla alargadas y truncadas.

elongate and truncated
En la imagen del lado izquierdo podemos observar un ejemplo de lavas en almohadilla alargadas, que se observan como delgados tubos alargados de lava solidificada que generalmente se forman cuando la lava fluye hacia abajo de una pendiente. En la imagen de la derecha se observa un ejemplo de lavas en almohadilla truncadas, que son almohadillas que han sido cortadas (o truncadas) como resultado de movimientos tectónicos que se presentan en el fondo marino. Observe el patrón radial en las almohadillas truncadas; este patrón se produce al momento que la lava empieza a enfriarse.

El tipo de flujo de lava que se observa a lo largo de una fisura darnos una idea el orden en que se formaron estos rasgos. Si tenemos lavas en almohadilla alargadas fluyendo hacia el interior de la fisura, nosotros sabremos que primero se formó la fisura y posteriormente se dio el flujo de lava. Si las lavas están cortadas, entonces la fisura vino después del derrame. Este es el tipo de relaciones que no se pueden determinar utilizando únicamente la información de mapeo obtenida a partir del AUV si es que pretendemos reconstruir con éxito la historia volcánica de la cordillera.

Uno de nuestros principales objetivos es generar un mapa de todos los flujos de lava presentes a lo largo de la cordillera Alarcón y establecer el orden en que se dieron utilizando su edad relativa. Esta no es fácil de hacer. Primeramente debemos identificar todos los contactos entre los flujos de lava y posteriormente determinar las relaciones que existen entre ellos considerando sus edades, todo esto a lo largo de un segmento de cordillera de 60 km de largo! Para lograr esto necesitamos tanto de la información de mapeo obtenida por el AUV como de las observaciones directas hechas en las inmersiones. Los cambios en la morfología de los flujos de lava, como se mencionó anteriormente, por lo general son indicadores de las fronteras entre los distintos flujos. Estos sutiles cambios en la morfología son muy difíciles de observar en los mapas obtenidos a partir de la información proporcionada por el AUV.

En algunas ocasiones, la frontera de un flujo puede ser inferida observando las variaciones en la morfología del piso oceánico. Imagina colocar salsa de tomate (kétchup) (un nuevo flujo de lava) en un plato inclinado, cuando la salsa de tomate (kétchup) se deslice sobre el plato, observaremos que la salsa de tomate (kétchup) estará abultada en el perímetro y el espesor de la misma será menor en la parte central. De igual manera nosotros interpretamos la información batimétrica para tratar de delimitar los flujos de lava.

possible flow boundary
El mapa muestra una posible frontera entre flujos localizada en un mapa generado a partir de información obtenida por el AUV.

Sin embargo, existe una excepción a esta regla, un solo evento eruptivo puede generar flujos con todos varios tipos de morfología y presentar varios lóbulos, unos arriba de otros. 

En los mapas se identificaron 22 probables unidades de flujo a lo largo de nuestra trayectoria. Durante la inmersión se marcaron y se tomo video en los puntos donde se presentaban los contactos entre flujos.

contact
Caption.

En esta fotografía se observa el contacto entre diferentes unidades. Se pueden ver lavas en almohadillas alargadas fluyendo alrededor los derrames de lava colapsados (tienen una forma aplanada porque al drenarse todo su contenido, simplemente se colapsó). Esto significa que los flujos de lava en almohadilla fueron posteriores a los flujos tipo derrame.

Las observaciones nos servirán para confirmar que los contactos entre flujos encontrados en los mapas obtenidos a partir de la información de AUV eran los correctos. Además se obtuvieron muestras de roca y núcleos de sedimento de cada uno de los flujos para confirmar que en efecto cada flujo es distinto.

—Julie Martin
Traducido por X

Fíjate en esta increíble muestra de basalto plagiofírico (plaghyric basalt)!

plag-phyric

Basalto Plagiofírico(Plagphyric Basalt)- Los basaltos son rocas volcánicas negras que estan compuestas principalmente de corteza oceánica.  Este pedazo de basalto tiene  una gran cantidad de cristales de plagioclase blanca. Plag- hace referencia al mineral plagioclasa y fírico significa que los cristales son tan grandes que se pueden ver a simple vista.

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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