Recientemente, múltiples satélites de observación de la Tierra de la Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio (NASA) monitorearon simultáneamente una rara erupción volcánica submarina en el Mar de Bismark, en el norte de Papúa Nueva Guinea. Este evento puede "crear" la última isla joven de la Tierra en la cuenca oceánica profunda. Los científicos señalaron que esta erupción no sólo expuso los puntos ciegos en la comprensión humana de la topografía de las profundidades marinas, sino que también proporcionó un campo experimental natural poco común para utilizar datos satelitales de múltiples fuentes para estudiar la actividad volcánica submarina.
Los oceanógrafos han citado durante mucho tiempo un hecho irónico para ilustrar las deficiencias de la investigación en aguas profundas: los mapas topográficos finos de las superficies de la Luna y Marte son a menudo más precisos que los del fondo marino profundo de la Tierra. Esta brecha es particularmente obvia en el Mar de Bismark, donde la estructura del fondo marino es extremadamente compleja, con fallas, estructuras volcánicas, grietas, acantilados, zonas de subducción activa y centros de expansión entrelazados. Sin embargo, faltan datos topográficos de alta resolución debido a la gran profundidad del agua y la dificultad de la medición con sonar.
La erupción volcánica submarina se produjo en medio del mar de Bismark. El 8 de mayo, los sismómetros regionales registraron por primera vez un grupo de actividad sísmica de pequeña escala, lo que dio inicio a la erupción. Posteriormente, múltiples satélites capturaron rápidamente señales obvias de volcanes: desde el 9 de mayo, los satélites Aqua y Terra de la NASA han registrado múltiples columnas volcánicas blancas ricas en vapor de agua que se elevan hacia la atmósfera en imágenes de luz visible; El sensor de color del mar del satélite PACE ha detectado anomalías en el color del agua de mar y perturbaciones en el agua alrededor del punto de erupción.
Los análisis existentes creen que esta erupción puede haber ocurrido en un cinturón tectónico volcánico llamado "Titan Ridge", a unos 16 kilómetros al sureste de un sitio de erupción submarina que se registró en 1972. Sin embargo, las comunidades de geofísica y vulcanología aún no han llegado a un consenso sobre el cuerpo volcánico en erupción específico, la profundidad del agua original del respiradero de la erupción y sus registros históricos de actividad. La falta de datos topográficos finos del fondo marino deja una gran incertidumbre en el fondo estructural y el entorno de aguas profundas de esta erupción.
Imágenes satelitales más detalladas provienen de los satélites europeos Sentinel-2 y Landsat 9 operados conjuntamente por la NASA y el Servicio Geológico de Estados Unidos. Las imágenes que adquirieron los días 10 y 11 de mayo muestran que la actividad eruptiva está muy cerca de la superficie del mar. En una imagen compuesta en falso color (banda 7-6-5), los científicos identificaron claramente áreas de anomalías térmicas mediante señales infrarrojas. El 12 de mayo, el instrumento VIIRS a bordo del satélite Suomi NPP detectó además anomalías térmicas generalizadas en un área de aproximadamente 7 kilómetros cuadrados, lo que indica que una gran cantidad de material de alta temperatura se encuentra cerca de la superficie del agua de mar.
Simon Carn, vulcanólogo de la Universidad Tecnológica de Michigan, señaló que anomalías térmicas tan extensas significan que el respiradero de la erupción probablemente esté ubicado en un entorno de aguas relativamente poco profundas, lo que es inconsistente con los "cientos de metros de profundidad de agua" que muestran los datos batimétricos tradicionales del fondo marino. Él cree que esto implica que hay errores en el mapeo topográfico de esta área y también puede reflejar que las recientes actividades tectónicas han cambiado significativamente la topografía local del fondo marino.
A juzgar por las imágenes ópticas, la actividad eruptiva actual es extremadamente violenta en la zona del mar poco profundo, con grandes áreas de decoloración del agua de mar y múltiples respiraderos de vapor y cenizas distribuidos en la superficie del mar. Sensores de media y alta resolución de múltiples programas satelitales gubernamentales y comerciales registraron simultáneamente balsas de piedra pómez a gran escala: grandes cantidades de piedra pómez impulsadas por las corrientes oceánicas para formar largas bandas flotantes que se extienden asombrosamente. Estas piedras pómez flotantes no sólo son evidencia directa de que los desechos volcánicos ingresaron a la superficie del mar, sino que también pueden cambiar posteriormente la ecología marina regional y la seguridad del transporte marítimo.
En una imagen adquirida por el instrumento MODIS a bordo del satélite Terra el 15 de mayo, se pueden ver columnas de nubes volcánicas blancas a la deriva sobre el lado oeste del punto de erupción, mientras que grupos de piedra pómez flotantes en la superficie del mar y una gran área de agua de color verde se extienden hacia el suroeste. Esto confirma aún más que las erupciones se están mezclando con el agua de mar en las profundidades y se propagan con las corrientes oceánicas, dejando una "huella" de actividad volcánica en el océano en general.
Jim Garvin, científico jefe del Centro de Vuelos Espaciales Goddard de la NASA, dijo que el equipo de investigación científica está actualmente prestando mucha atención a la dinámica de la erupción y "no puede esperar a saber si una nueva isla está a punto de nacer". Señaló que los humanos rara vez han podido presenciar en tiempo real una nueva isla volcánica "surgiendo de la tierra" desde el fondo del mar hasta la superficie del mar con un método de observación satelital tan sistemático.
Si la nueva tierra finalmente emerge y permanece, los vulcanólogos seguirán rastreando su evolución morfológica. En el futuro, las nuevas islas pueden convertirse en conos de toba con cráteres de caldera, o pueden colapsar y desaparecer rápidamente debido a la erosión de las olas y la inestabilidad estructural. Una vez que el agua de mar entra en contacto directo con cámaras de magma poco profundas, el patrón de erupción también puede cambiar a una interacción agua-magma más explosiva, lo que resulta en liberaciones de energía más violentas y nubes de ceniza volcánica.
En comparación con varias erupciones submarinas violentas que han atraído mucha atención en los últimos años, la explosividad general de esta erupción en el Mar de Bismark es relativamente limitada. En 2022, el volcán submarino “Hunga Tonga-Hunga Ha’apai” de Tonga liberó una enorme energía en un corto período de tiempo, generando fuertes ondas de gravedad atmosférica y teniendo un impacto mensurable en la circulación atmosférica global; La erupción de 2021 del volcán submarino “Fukutoku-Okanoba” de Japón también provocó la deriva de cenizas volcánicas a gran escala y desastres de piedra pómez en la superficie del mar. Por el contrario, la erupción actual se parece más a una actividad volcánica submarina "relativamente leve" que se produce sobre un fondo tectónico en expansión.
El análisis de Kahn cree que este evento puede estar relacionado con una cresta volcánica y sus fallas transformantes cercanas y centros de expansión de cuencas de arco posterior. Las erupciones volcánicas formadas en el contexto de centros en expansión suelen estar dominadas por lava basáltica y tienen una explosividad relativamente débil; mientras que las erupciones más explosivas suelen ocurrir en zonas de subducción y están dominadas por magma rico en volátiles y de alta viscosidad en grandes sistemas estratovolcánicos. Esta diferencia tectónica significa que actualmente se estima que la probabilidad de que esta erupción en el Mar de Bismark se convierta en un evento explosivo extremo es baja.
La duración de la erupción sigue siendo una de las variables más inciertas en la actualidad. Una erupción submarina en la misma zona marítima en 1972 duró sólo unos cuatro días, pero una erupción submarina en el Estrecho de San Andrés (St. Andrew Strait), a unos 100 kilómetros de distancia de este evento en 1957, duró casi cuatro años antes de terminar. Esto sugiere que la actividad volcánica submarina dentro de la misma área grande puede variar mucho tanto en escala de tiempo como en producción de energía.
Para caracterizar más sistemáticamente las nuevas formas terrestres que pueden haber sido creadas por esta erupción, Gavin y equipos relacionados planean movilizar una variedad de recursos de detección remota por radar. Entre ellos se incluyen el satélite de radar NISAR, recientemente encargado por la NASA y la ISRO, y la misión de constelación RADARSAT de la Agencia Espacial Canadiense. El radar de apertura sintética puede adquirir continuamente datos de deformación de la superficie y del mar en condiciones nubladas, lluviosas e incluso nocturnas, proporcionando un apoyo clave para mapear con precisión la topografía y la evolución a corto plazo de nuevas islas.
Una vez que se forme una isla con cierto grado de estabilidad, los investigadores dispondrán de una plataforma experimental natural casi "desde cero" para realizar una serie de estudios sobre la evolución temprana de la isla. Investigaciones de campo anteriores en la recién nacida isla de Tonga, "Hung'a Tonga-Hung'aha'apai", han mostrado ricos detalles en el proceso de colonización vegetal y animal, erosión pluvial, erosión química y modificación de las olas de la joven isla volcánica. Gavin propuso que los "islas-nautas" podrían volver a aterrizar en este tipo de nueva tierra en el futuro, utilizando observaciones de corto alcance junto con sensores remotos por satélite para comparar las similitudes y diferencias de diferentes islas volcánicas en sus primeras etapas de evolución.
Desde una perspectiva más macro, este tipo de "nuevo laboratorio insular" también se considera una oportunidad para proporcionar muestras de control para las misiones humanas de regreso a la Luna. Gavin enfatizó que la próxima misión Artemis IV enviará una vez más astronautas y astronautas a la luna. La humanidad necesita urgentemente más escenas analógicas terrestres cercanas al "entorno extraterrestre" para verificar estrategias de exploración e instrumentos científicos en entornos superficiales complejos. En su opinión, si esta erupción volcánica submarina en el mar de Bismark finalmente crea una isla joven que existe desde hace mucho tiempo, puede convertirse en una de las muestras centrales para futuras investigaciones multidisciplinarias e interdisciplinarias sobre geología y ciencia planetaria.