Caracterización gravimétrica de zonas de rift en islas volcánicas oceánicas : aplicación a las islas de Tenerife y el Hierro

Abstract

Los sistemas de rift en configuraciones volcánicas, se encuentran relacionadas con crecimiento de grandes edificios volcánicos y se definen como áreas de la corteza sometidas a esfuerzos extensivos que generan fracturas en forma de fisuras a través de las cuales se emite lava. Los grupos de fisuras delinean los sistemas de rift.

Tradicionalmente, los sistemas de rift han sido considerados áreas de la superficie terrestre que actúan a modo de conductos profundos que enlazan las zonas de generación del magma en el manto y corteza inferior con la superficie terrestre, canalizando y controlando el ascenso de los magmas de manera directa. Algunos estudios recientes basados en datos geológicos, geofísicos y paleomagnéticos cuestionan dicho enraizamiento profundo, considerando por el contrario un origen más superficial. Dicho origen estaría asociado tanto a la tectónica regional como a procesos locales relacionados con las variaciones en la carga gravitatoria durante el proceso de desarrollo de los edificios volcánicos. Con el objetivo de contribuir al conocimiento de estos sistemas hemos elegido estudiar los sistemas de rift de Tenerife y El Hierro, ambas situadas en el Archipiélago Canario. Ambas, ofrecen la oportunidad de llevar a cabo un estudio de este tipo a la vista de sus características superficiales. Morfológicamente, estas islas presentan lo que en apariencia serían tres zonas de rift cada una, también denominadas «dorsales». En superficie, ambas islas muestran una disposición similar de su volcanismo basáltico a lo largo de estás dorsales, habiéndose propuesto tradicionalmente una configuración de triple rift en cada isla. Con el fin de obtener una imagen interna de los sistemas de rift tanto en Tenerife como en el Hierro, se desarrollaron modelos tridimensionales de contrastes de densidad del subsuelo. Estos modelos fueron obtenidos mediante la aplicación de un algoritmo genético de inversión gravimétrica que emplea como parámetros de entrada los datos de las anomalías gravimétricas. Dichas anomalías fueron calculadas a través del análisis de una gran cantidad de datos de gravedad terrestre provenientes de distintas fuentes de datos, incluidos datos recogidos expresamente para la densificación de valores de gravedad en las áreas de estudio. Son estos modelos finales, los que hemos empleado como la base sobre la que argumentar las posteriores discusiones. El modelo obtenido para la isla de El Hierro, apunta en este caso, a que los sistemas de rift, son estructuras poco enraizadas, las cuales estarían originadas a pocos kilómetros de la superficie, siendo su configuración controlada por una combinación de la tectónica regional y por procesos extensivos tanto de carga como de inestabilidades gravitatorias. Estas estructuras, serían utilizadas para facilitar el transporte lateral del magma una vez que este alcanzara los niveles más superficiales de la corteza. El modelo tridimensional obtenido para la dorsal noroeste de la isla de Tenerife, sugiere una estructura análoga a la anterior, un origen superficial de estos sistemas de rift. En cambio, la comparación entre los modelos correspondientes a la estructura bajo dicha dorsal y la estructura del subsuelo correspondiente a la parte sur de la isla, señala claras diferencias entre ambas. Esto señala a que el origen de ambas es distinto y, por tanto, el modelo volcánico de la parte sur de la isla estaría más en correspondencia con un campo volcánico monogenético que con una configuración típica de rift, como ya había sido sugerido en trabajos previos.

Rift systems in oceanic volcanic areas are related to the growth of large volcanic buildings and are defined as areas of the crust subjected to extensive stresses that generate fractures in the form of fissures through which lava is emitted. The groups of cracks delineate rift systems. Traditionally, they have been considered deep structures acting as conduits that connect the areas of magma generation in the mantle with the earth's surface, controlling the magma rise in a way direct. Some recent studies based on geological, geophysical and paleomagnetic data question this deep rooting, considering instead a shallower origin. This origin would be associated with both regional tectonics and local processes related to variations in the gravitational load during the development process of volcanic buildings. In order to increase the knowledge of these systems we have studied the rift systems of Tenerife and El Hierro, both located in the Canarian Archipelago. Both, offer the opportunity to carry out a study of this type in view of its surface characteristics. Morphologically, these islands present three potential zones of rift, also denominated "dorsales". In surface, both islands show a similar arrangement of their basaltic volcanism along these “dorsales”, having traditionally been proposed a triple rift configuration in each island. We built an internal image of the Tenerife and El Hierro rift systems based in 3D models of subsoil density contrasts. These models were obtained by the application of an inversion genetic algorithm based on gravity data which uses as input parameters gravimetric anomalies. These models are the basis on which we will develop the subsequent discussions. The model obtained for the El Hierro Island, the rift systems are poorly rooted structures. They would have a shallower origin. Moreover, the three-dimensional model obtained for the north- western ridge of the island of Tenerife suggests a structure similar to the previous one, a superficial origin of these rift systems. In contrast, the comparison between the models corresponding to the structure under the “dorsal” and the subsurface structure corresponding to the southern part of the island, shows clear differences between the two. This indicates that the origin of both is different and, therefore, the volcanic model of the southern part of the island would be more in correspondence with a monogenetic volcanic field than with a typical configuration of rift, as already had been suggested in previous works.