Monte submarino axial

El monte submarino Axial es el volcán más joven y el centro eruptivo actual de la cadena de montes submarinos Cobb-Eickelberg , una cadena de montes submarinos que termina al sur de Alaska. ^{[ 6 ]} Axial se encuentra donde la cadena se cruza con la dorsal Juan de Fuca , ^{[ 7 ]} aproximadamente a 480 km (298 mi) al oeste de Oregón. Es producto del punto caliente Cobb , pero ahora se asienta sobre un centro de expansión oceánica entre la placa Juan de Fuca y la placa del Pacífico , ^{[ 8 ]} desplazado por la zona de fractura Blanco al sur y una triple unión construida por una dorsal al norte. ^{[ 6 ] [ 7 ]}  

Esta posición aún no se comprende del todo. Se cree que la cadena, formada durante millones de años por el ahora inactivo punto caliente de Cobb, es más antigua que la dorsal oceánica que biseca. ^{[ 7 ]} Entre 200 000 y 700 000 años atrás, el punto caliente fue invadido por el centro de expansión tectónica , ^{[ 9 ]} desplazándolo hasta 20 km (12 mi) y construyendo la dorsal de Juan de Fuca de 500 km (311 mi) de longitud. Se han reconocido al menos 7 centros de expansión, ^{[ 7 ]} y las mediciones de placas cerca de Axial muestran que la dorsal se está separando a una tasa de 6 cm (2 in) por año, ^{[ 6 ] [ n 2 ]} produciendo un sistema complejo de cuencas y dorsales oceánicas . ^{[ 7 ]} Sin embargo, algunos científicos han cuestionado esta teoría, señalando que la alta densidad de los montes submarinos superpuestos de la cadena es incompatible con tal origen, ya que un punto caliente formaría una cadena bien organizada y ampliamente espaciada. Aunque la naturaleza exacta del monte submarino Axial sigue siendo desconocida, sus complejos orígenes lo convierten en una de las características geológicas más interesantes del Pacífico Norte. ^{[ 6 ]}      

Batimetría completa del monte submarino Axial, con una vista de cerca de su singular caldera. Parte del monte submarino Brown Bear se puede observar a la izquierda.

Primer plano de la zona de la grieta norte.

El monte submarino Axial es el sitio volcánico más activo del Pacífico Norte. El estudio de las delineaciones magnéticas a lo largo del monte submarino ha modelado la historia de la dorsal hasta hace 30 millones de años, y ha demostrado que su crecimiento ha progresado principalmente hacia el norte, con cierta progresión hacia el sur que se remonta a 3,5 millones de años. La base del monte submarino Axial es una meseta larga y baja, y la parte oriental del monte está definida por una serie de escarpes lineales . El monte submarino Axial tiene dos grandes fisuras volcánicas que se extienden aproximadamente 50 km (31 millas) al norte y al sur de su cumbre principal, así como varias mucho más pequeñas y mal definidas alineadas en un patrón aproximadamente similar. Las cuencas alrededor del volcán aumentan su irregularidad, lo que lo hace inusualmente complejo (la mayoría de los montes submarinos de tamaño similar son circulares o aplanados). ^{[ 7 ]}  

La cima del monte submarino Axial está marcada por una caldera rectangular inusual , de 3 km × 8 km (2 mi × 5 mi) de área, ^{[ 4 ]} ~3° de pendiente, ^{[ 7 ]} y abierta en el lado sureste. El área está desplazada por las dos zonas de rift y definida en tres lados por fallas de límite de hasta 150 m (492 ft) de profundidad. ^{[ 4 ]} La caldera es aproximadamente 50 m (164 ft) más profunda en el lado norte que en el sur. Los flujos dentro de la caldera consisten principalmente en flujos laminares con bolsas de lava y cráteres de foso . Menos comunes son las lavas almohadilladas ; su disposición a lo largo de las paredes de la caldera sugiere que fueron un componente importante en el crecimiento temprano del volcán. Hay varias estructuras en forma de domo dentro de la caldera con alturas de 100–300 m (328–984 ft) . En la región existen varios cráteres pequeños, el mayor de los cuales, apodado Cono DD , tiene 2 km (1 milla) de diámetro y 100 m (328 pies) de relieve. Sin embargo, la mayoría de las formaciones no superan los 30 a 40 m (98 a 131 pies) de profundidad ni 1 km (1 milla) de ancho. ^{[ 7 ]}                    

La zona de rift norte del monte submarino Axial es una cresta de 5 km (3 mi) de largo que se extiende de 10 a 20 grados al noreste de la caldera principal. El rift está rodeado por múltiples fisuras , de 100 a 200 m (328 a 656 pies) de longitud, hasta 7 km (4 mi) del centro del volcán Axial, y alcanzando hasta 400 m (1312 pies) de largo y 20 m (66 pies) de profundidad. El área contiene grandes cantidades de vidrio volcánico ; una erupción importante aún es visible en forma de un flujo de lava vítrea alargado que se extiende desde la pared de la caldera, al este de la línea de rift principal. Las inmersiones de 1983 encontraron una extensa ventilación de baja temperatura en la mitad norte de la fisura. La zona de rift sur, más corta y reciente, consiste en un rift con inclinación topográfica, rodeado por fallas sutiles y discontinuas . Los recorridos con cámaras a lo largo del flanco sur revelan que el área está formada por flujos de lava delimitados, pequeños estanques de lava y canales de lava . ^{[ 7 ]}          

Los flujos más recientes en el monte submarino Axial se alinean a lo largo de las dos zonas de rift, seguidos por flujos dentro de la caldera de la cumbre; los más antiguos parecen originarse directamente alrededor de la caldera, donde la mayor parte del basalto está completamente cubierta por sedimentos acumulados. Esto sugiere un patrón de crecimiento bilateral, una tendencia que también se encuentra en las rocas volcánicas de Hawái y otros montes submarinos bien conocidos, como por ejemplo el monte submarino Jasper . ^{[ 7 ]}

El crecimiento del monte submarino Axial se ha cruzado con el crecimiento de muchos de los montes submarinos más pequeños que lo rodean. El mayor de ellos es el monte submarino Brown Bear , al que está conectado ^{[ 9 ]} por una estrecha cresta que corre aproximadamente perpendicular a la pared occidental de su caldera. Sin embargo, se han encontrado pocas evidencias de interacciones entre los dos montes submarinos. ^{[ 7 ]} Por otro lado, la zona de rift sur del monte submarino Axial divide al monte submarino Vance hasta en 30 km (19 millas) , creando una zona de intensa fisuración en el borde norte del volcán más pequeño. ^{[ n3 ]} Las interacciones con el monte submarino Cobb al norte son más complejas, formando un inusual "centro de expansión curvado". Además, hay cuatro estructuras más pequeñas directamente al este, norte y sur de Axial. ^{[ 6 ]}  

En mayo de 2025, se informó que el Monte Submarino Axial está siendo monitoreado de cerca por la Red Regional Cableada de la Iniciativa de Observatorios Oceánicos. El volcán ha mostrado una mayor actividad sísmica, incluyendo más de 1000 pequeños terremotos diarios, y un levantamiento significativo del fondo de su caldera, lo que indica acumulación de magma bajo la superficie. A pesar de estos acontecimientos, los expertos confían en que, en caso de erupción, el riesgo para las poblaciones humanas es mínimo, ya que el volcán se encuentra lejos en el océano y a una profundidad de aproximadamente 1,4 kilómetros bajo la superficie. Históricamente, las erupciones en el Monte Submarino Axial no han sido explosivas, con flujos de lava que remodelan el fondo marino sin generar tsunamis ni eventos sísmicos significativos. Además, tales erupciones pueden rejuvenecer los ecosistemas de ventilación hidrotermal, sustentando una diversa vida marina adaptada a estos entornos extremos. ^{[ 10 ] [ 11 ] [ 12 ]}

Batimetría superficial temprana del monte submarino Axial

Distribución de la actividad sísmica en los años previos a la erupción de 1998. Los puntos rojos representan enjambres sísmicos .

Los primeros volcanes a lo largo de la dorsal de Juan de Fuca, incluido el monte submarino Axial, fueron detectados en la década de 1970 mediante altimetría satelital . ^{[ 6 ] [ 8 ]} La proximidad del monte submarino Axial a la costa occidental y su poca profundidad lo convierten en uno de los montes submarinos más accesibles del mundo, y su singular entorno geológico y su actividad también lo convierten en uno de los más interesantes, rivalizando con el monte submarino Davidson, situado al sur, en interés científico. ^{[ 6 ]}

La primera batimetría del monte submarino fue compilada por el NOAAS Surveyor  en 1981, como parte de las pruebas SeaBeam en el Pacífico Norte. El estudio tenía como objetivo específico encontrar y vincular la actividad hidrotermal del fondo marino con las características geomorfológicas. Se encontraron cuatro áreas de mayor concentración de temperatura, indicativas de actividad hidrotermal, y el monte submarino Axial, entonces sin nombre, estaba entre ellas. Las inmersiones de los sumergibles Pisces IV y DSV Alvin en 1983 y 1984 descubrieron las primeras chimeneas hidrotermales activas en el Pacífico Norte. ^{[ 2 ]} Poco después, el monte submarino Axial recibió su nombre por su posición central en la intersección de la cadena de montes submarinos Cobb-Eickelberg y la dorsal Juan de Fuca. ^{[ 7 ]} Ese mismo año, la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA) fundó su programa VENTS, lo que impulsó un estudio más detallado del volcán. ^{[ 7 ]}

Entre 1987 y 1992, se lanzaron al volcán diversos sensores de presión, sensores de inclinación, sondas de temperatura y sismómetros en lo que se conoció como el Sistema de Monitoreo de Volcanes (VSN). ^{[ 13 ]} Batimetrías adicionales realizadas por el NOAAS Discoverer  en 1991 y el RV Sonne en 1996 detallaron aún más el monte submarino, ^{[ 14 ]} convirtiéndolo en una de las características mejor conocidas del Pacífico Norte. ^{[ 7 ]} También en 1996, se estableció el Observatorio del Nuevo Milenio (NeMO) en el Monte Submarino Axial para estudiar las perturbaciones volcánicas y el efecto que tienen en las comunidades hidrotermales. ^{[ 2 ]}

Distribución de terremotos ^{[ n 4 ]} y número de eventos por hora ^{[ n 5 ]} detectados por SOSUS durante la erupción de 1998.

La erupción del monte submarino Axial en 1998 fue precedida por varios enjambres sísmicos de gran magnitud , indicadores comunes de actividad volcánica. Estos enjambres se correlacionaron con los movimientos de magma en el volcán; los registradores de presión de fondo desplegados en el volcán entre 1987 y 1992 registraron cinco casos de deflación en la superficie de la cumbre (causada por el movimiento de la lava), con un rango de 3 a 10 cm (1 a 4 pulgadas) . En 1991, la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA) obtuvo acceso al sistema SOSUS de la Armada de los Estados Unidos , una cadena de hidrófonos sumergidos en el Pacífico Norte, originalmente utilizada por la Armada para detectar submarinos rusos durante la Guerra Fría . Desde 1993, la NOAA ha mantenido un sistema de monitoreo en tiempo real que alerta a la organización cada vez que ocurre un evento. Los hidrófonos son capaces de detectar incluso terremotos muy pequeños (aproximadamente de magnitud 1,8) al escuchar las ondas acústicas (llamadas ondas terciarias u ondas T) ^{[ 15 ]} que se propagan a través de la capa del canal SOFAR en el océano a grandes distancias con una pérdida mínima de potencia, lo que los convierte en una forma ideal de registrar terremotos submarinos que de otro modo pasarían desapercibidos. Durante la erupción, solo tres terremotos fueron lo suficientemente fuertes como para ser registrados por sistemas terrestres. Sin embargo, estos sistemas no pueden interpretar la profundidad de los terremotos ni sus causas. ^{[ 13 ]}  

Entre 1991 y 1996, el monte submarino Axial experimentó un único enjambre sísmico de más de 50 eventos. Entre mayo y noviembre de 1997, esta actividad aumentó notablemente, registrándose 5 de estos enjambres por SOSUS, culminando con un evento masivo de 8247 sismos durante 11 días, coincidiendo con la erupción en enero de 1998. ^{[ 13 ]} La sismicidad comenzó en la cima, pero en 6 horas también comenzó a desplazarse hacia el sur; para el 29 de noviembre de 1997, el enjambre se había movido 50 km (31 mi) hacia el sur . ^{[ 14 ]} Esto coincidió con la liberación de lava a lo largo de la cima y el flanco sur. El monte submarino permaneció completamente tranquilo a partir de entonces, lo que sugiere la finalización de un ciclo eruptivo en el volcán. En total, se detectaron 9055 terremotos, y 1669 fueron lo suficientemente fuertes como para ser localizados. La actividad sísmica se concentró alrededor de la cumbre y las zonas de la grieta sur, con la mayoría de los eventos centrados dentro de la caldera de la cumbre; las sondas de temperatura y los registradores de presión en la caldera registraron un aumento promedio de 0,6 °C (1,08 °F) y una disminución de altura de 3,3 m (11 pies) , respectivamente, durante el evento. ^{[ 13 ]} Este monitoreo cercano le da a la erupción de 1998 la distinción de ser la única erupción submarina jamás observada in situ . ^{[ 2 ]}      

La primera expedición posterior a la erupción fue organizada y llevada a cabo por el RV Wecoma  el 12 de febrero de 1998, que realizó mediciones de conductividad, temperatura, profundidad y perfiles ópticos con resultados inusuales. ^{[ 16 ]} En mayo, un estudio batimétrico dedicado del monte submarino mostró cambios topográficos a lo largo del flanco sur del volcán, que estimó los flujos más gruesos en 13 m (43 pies) . En julio, el DSV Alvin realizó varias inmersiones en la caldera de la cumbre del monte submarino, seguidas en agosto y septiembre por un extenso programa de observación y recolección utilizando el ROV ROPOS , confirmando las estimaciones batimétricas. Un flujo laminar de más de 3 km (2 millas) de largo y de 500 a 800 m (1640 a 2625 pies) de ancho se produjo desde el flanco sur superior del monte submarino Axial, en el sitio de lo que anteriormente fue un campo geotérmico activo. Los flujos del sur se ubicaron en un área marcada por una diferencia entre sedimentos más antiguos y roca más reciente y vítrea, y la cresta máxima generada por la erupción, en la cima del flujo del sur, alcanzó los ¹³ m (40 pies) de altura. El volumen eruptivo total fue aproximadamente de ^{0,018–0,076} km³ ( 0,004–0,018 mi³ ⁾ . ^{[ 14} ]          

El desarrollo, la erupción y la estrecha vigilancia del monte submarino Axial proporcionaron a los científicos un modelo muy valioso sobre erupciones volcánicas submarinas; poco después se publicaron varios artículos científicos sobre el tema.

La actividad sísmica en el monte submarino Axial prácticamente desapareció después de la erupción de 1998, y el monitoreo del volcán se realizó principalmente con registradores de presión de fondo desplegados en los flancos del volcán, complementados desde el año 2000 con mediciones anuales utilizando sensores de presión montados en vehículos submarinos operados remotamente (ROV) y aplicados a puntos de referencia locales. Los sensores han demostrado que el monte submarino Axial se está desinflando lentamente; justo después de la erupción, el monte submarino se estaba hinchando a 20 cm (8 pulgadas) por mes, una cifra que disminuyó a 15 cm (6 pulgadas) para 2006. En ocho años, el monte submarino Axial recuperó aproximadamente el 50% de su hinchazón de 3,2 m (10,5 pies) previa a la erupción, y en 2006, William Chadwick de la Universidad Estatal de Oregón y sus asociados calcularon que la próxima erupción ocurriría aproximadamente en 2014: ^{[ 17 ]}      

El monte submarino Axial se comporta de manera más predecible que muchos otros volcanes; probablemente debido a su abundante suministro de magma, sumado a su delgada corteza y su ubicación en un centro de expansión de una dorsal oceánica. Actualmente es el único volcán en el fondo marino cuya deformación superficial se ha monitoreado continuamente a lo largo de todo un ciclo eruptivo. ^{[ 18 ]}

En julio de 2011, una inmersión con el ROV Jason descubrió nuevos flujos de lava en los volcanes que no estaban presentes un año antes. La tripulación de la expedición recuperó dos registradores de presión de fondo y dos hidrófonos (un tercero fue encontrado enterrado en la lava) del volcán, que en conjunto mostraron que la erupción había ocurrido durante abril, comenzando el 6 de abril de 2011. Aunque los instrumentos registraron cientos de eventos sísmicos, solo unos pocos fueron detectados por SOSUS y los sismómetros terrestres, ya que muchos componentes del sistema estaban fuera de servicio en ese momento. El volcán se hundió más de 2 m (7 pies) y produjo un flujo de lava de 2 km (1 milla) de ancho durante el evento, que fue hasta tres veces mayor que la erupción de 1998. ^{[ 18 ]}