jueves, 10 de abril de 2014

Los volcanes



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Los volcanes son, sin lugar a duda, uno de los fenómenos más espectaculares, fascinantes y, al mismo tiempo, más terroríficos que nos ofrece la naturaleza. Volcán es toda grieta de la corteza terrestre por donde sale lava (el magma que, habiendo perdido gas y muchos componentes cristalizados en profundidad, asciende a la superficie) y gas.

Volcanes
El volcán Krakatoa, en erupción. Este es uno de los volcanes más conocidos.

Todos los volcanes están formados por el apilamiento de material magmático solidificado y tienen en profundidad una zona llamada cámara magmática, donde el magma se acumula antes de ser expulsado a la superficie a través de un conducto o chimenea.

Lo que distingue los fenómenos volcánicos entre sí es la manera en la que se produce la erupción que a su vez depende del tipo de magma y del hecho que éste interaccione con agua o no.

Son fundamentales, pues, las características físicas del magma: la temperatura, la presión, la viscosidad y el punto de solidificación, que se hallan estrechamente relacionadas entre sí.

- Características físicas de los magmas


Los magmas pueden producirse a grades profundidades (más de 100 km) por fusión parcial de las rocas del manto (las peridotitas) a temperaturas que alcanzan los 1.300 ºC, resultando un magma de composición basáltica (magma primitivo), o bien pueden formarse a menor profundidad dentro de la corteza continental por fusión parcial de partes de dicha corteza (magma anatéctico) a temperaturas por debajo de los 1.000 ºC, resultando un magma de composición mucha más rica en sílice y por tanto más ácida que se vuelve granítica en la fase final de la solidificación.

Los magmas anatécticos son generalmente hidratados (pueden contener gran cantidad de agua disuelta en el fundido en forma de vapor atrapado en éste por las grandes presiones -miles de atmósferas- a las cuales el magma está sometido en profundidad debido a la carga de las rocas suprayacentes), mientras que los magmas primarios son anhidros.

Esto determina, pues, un aumento de la temperatura de fusión al disminuir la presión para los magmas hidratados y un comportamiento contrario para los magmas anhidros para los cuales la disminución de la presión hace descender también la temperatura de fusión.

Este comportamiento distinto es de gran importancia porque convierte los magmas hidratados (anatécticos) en menos fluidos a medida que ascienden hacia la superficie, debido que se necesita cada vez más calor para mantenerlos fundidos (a más elevada temperatura a la cual el magma solidifica, es decir, el punto de solidificación).

Así pues, estos magmas se vuelven cada vez más viscosos, mientras que para los magmas basálticos ocurre al contrario. La viscosidad es la medición de la resistencia que opone un fluido a deslizarse: a mayor viscosidad menor es la facilidad con la cual un fluido es capaz de moverse.

En los magmas anatécticos, además, la capacidad de fluir se ve obstaculizada también por la propia naturaleza de los minerales que lo componen. De hecho los silicatos félsicos (feldespato, cuarzo) tienen una estructura reticular que se opone a la fluidización, provocando un aumento de la viscosidad, al contrario que los silicatos máficos, abundantes en los magmas basálticos que, por contra, son más fluidos y mantienen baja la viscosidad del magma.

Con lo visto hasta ahora se puede concluir que los magmas basálticos son muchos más fluidos que los anatécticos, pues tienen una temperatura más elevada y son menos viscosos debido a la propia composición mineralógica.

El comportamiento distinto que hemos estudiado determina la modalidad de erupción, el tipo de productos y la forma de los volcanes.

- Erupciones efusivas y explosivas


Un empuje por debajo de la cámara magmática, debido a la llegada de nuevo magma proveniente de profundidades más elevadas, o la liberación de gas por una disminución de la presión ejercida por las rocas suprayacentes, causan un desequilibrio del magma acumulado a poca profundidad bajo la superficie en la cámara magmática. En este momento y gracias a la presión del gas en la parte superior de la cámara, el magma es capaz de abrir una vía de salida (conducto o chimenea) hacia la superficie. En general, el conducto se abre con una violenta explosión que fragmenta las rocas y que normalmente indica el inicio de una erupción. Si el magma es poco vistoso (basáltico), la explosión inicial no es muy violenta y la lava puede comenzar a salir, primero de forma espumosa por la presencia de burbujas de gas residual, para seguir después de forma más fluida como un verdadero río infernal a altísima temperatura (sobre los 1.000 ºC) que se abre camino arrasando todo lo que encuentra a su paso. Este tipo de erupción, llamada efusiva, puede comenzar con espectaculares chorros de lava, llamados fuentes de lava, provocados por el fuerte impulso del gas a presión (ocurre algo similar cuando se destapa súbitamente una botella de cava). En general, las erupciones efusivas no son muy peligrosas y no causan víctimas, porque la lava sale lo suficientemente lenta y tranquila para poder ser controlada y hacer un seguimiento completo durante todas las fases de la erupción de manera que se puede prever en todo momento la dirección de la colada de lava. Las erupciones que tienen lugar en los fondos oceánicos a lo largo de las dorsales son también de tipo efusivo. Estas últimas producen al cabo del año cantidades enormes de rocas basálticas. El contacto con el agua del mar provoca un enfriamiento inmediato de la lava, lo que da lugar a las llamadas pillow lavas o lavas almohadilladas, que son acumulaciones de lava con la superficie redondeada en forma de cojín o almohadilla revestidas de vidrio volcánico negruzco. Si, por el contrario, el magma es muy viscoso después de la explosión inicial, puede pararse si el conducto está obturado por el propio magma y no porque, debido a su viscosidad, sea prácticamente sólido. La salida de la lava se ve obstaculizada continuamente por fragmentos rocosos arrancados de las paredes del conducto, por porciones del propio magma ya solidificadas y por su escasa fluidez. Esto provoca la acumulación de grandes presiones debidas a la abundancia de gas atrapado. Cuando la presión se vuelve lo suficientemente elevada (centenares o millares de atmósferas) se produce una explosión violenta que proyecta hacia arriba y a gran velocidad una nube oscura llamada columna eruptiva. La columna eruptiva está constituida por gas, vapor, materiales sólidos e incandescentes de varias dimensiones que, según sea su peso, caen a mayor o menor distancia del volcán o son arrastrados por el viento cayendo en vertical sobre la superficie lejos del volcán; son los denominados depósitos de caída. Otros materiales descienden fluidizados por acción del gas por los flancos del volcán, las coladas piroclásticas, que pueden recorrer grandes distancias. Ambos tipos de mecanismos originan, cuando se detienen, unos depósitos conocidos como depósitos piroclásticos. Estas erupciones son de tipo explosivo y son muy peligrosas, pudiendo causas muchas víctimas debido a lo imprevista de las mismas y a la gran violencia de los fenómenos que las acompañan. A menudo la violencia de las explosiones, si el volcán se encuentra en una isla o en la costa, puede provocar maremotos devastadores (como el caso de la erupción del Krakatoa en el siglo XIX); en cambio, si los flancos del volcán están cubiertos de nieve o si hay abundante agua de fusión de nieve, de lluvia, o de lagos, ésta puede mezclarse con las cenizas volcánicas de caída o de coladas piroclásticas, originando un flujo conocido como coladas de fango o lahar que descienden a gran velocidad y que recorren grandes distancias, pudiendo causar numerosas víctimas sobre todo en los valles (como ocurrió en Colombia en 1985, donde murieron unas 22.000 personas en la ciudad de Armero a causa de un lahar formado durante la erupción del volcán Nevado del Ruiz).

- Los principales productos volcánicos


La erupciones producen otros tipos de rocas o de depósitos además de los ya descritos. En particular, las rocas producidas como resultado de una colada piroclástica debida a una erupción explosiva son conocidas como ignimbritas; las coladas de lava félsica durante su fluir pueden agrietarse y fragmentarse a causa de su elevada viscosidad, dando lugar a las lavas en bloques; las coladas de lava máfica muy fluidas dan lugar a superficies lisas o sinuosas llamadas lavas cordadas o pahoehoe. Cuando una lava o un depósito de caída presenta una superficie muy áspera y llena de cavidades se conoce como escoria. En las erupciones explosivas son expulsados también bombas, lapilli y cenizas, fragmentos de dimensiones progresivamente menores. Los procesos de modificación y alteración, posterior a su deposición, de los depósitos piroclásticos, así como la diagénesis, originan las rocas tobas y brechas.

- Los edificios y las formas volcánicas


Las lavas máficas fluidas dan lugar a volcanes de dimensiones enormes, de forma cónica, con el diámetro de base varias decenas de veces mayor que la altura del edificio volcánico. Este tipo de edificio se conoce como volcán escudo porque su forma es similar a la de un escudo (los volcanes escudo más grandes del mundo se localizan en las islas Hawai: el Mauna Kea, el Kilauea y el Mauna Loa; este último tiene una altura superior a los 9.000 metros, de los cuales 5.000 están sumergidos bajo las aguas del océano Pacífico, pero su diámetro en la base llega a tener 400 kilómetros).

Los magmas fluidos que salen por fracturas de la corteza más que por conductos más o menos cilíndricos, por el contrario, producen grandes extensiones de lava basáltica, los llamados plateau basálticos, que cubren superficies espectacularmente grandes incluso de miles por km cuadrado (por ejemplo, el plateau del Decán, en el subcontinente de la India, tiene una extensión equivalente a la mitad de la península Ibérica y un espesor de 1.800 metros).

Las erupciones explosivas dan lugar a edificios llamados conos de cenizas, más bajos y con paredes más abruptas.

Otras formas debidas a la actividad explosiva son: los pitones de lava, que semejan agujas de lava ya solidificada con la forma de la chimenea volcánica; cráteres de explosión, que, como su nombre indica, son cráteres en forma de embudo y que pueden llegar a ser bastante grandes y son el resultado de explosiones de gran potencia que destruyen el edificio volcánico; las calderas, que son depresiones de enormes dimensiones debidas al colapso del edificio volcánico después o durante el vaciado total o parcial de la cámara magmática durante una erupción explosiva de excepcional violencia o bien por el cese de nuevos aportes de magma a la cámara durante una erupción efusiva.

Las calderas son grandes depresiones que, dependiendo de su situación geogrática y del clima, pueden convertirse en lagos, lugares muy secos, ser invadidas por el mar, etc. Algunos lagos del mundo están ocupando calderas de antiguos volcanes, como por ejemplo el Crater Lake en Oregón. Otras, como la caldera de Las Cañadas en Tenerife o del Cerro Galán en Argentina (de 60 km de diámetro), encierran un desierto. Finalmente las hay que por encontrarse a nivel del mar, éste entre en la depresión como el Krakatoa en Indonesia o la isla de Santorini en el mar Egea.

Los volcanes más famosos y comunes son los estratovolcanes. Éstos son un edificio de forma cónica de altura considerable y están formados por el apilamento sucesivo de coladas de lava y de depósitos piroclásticos, debido a fases alternas de actividad efusiva y explosiva (son estratovolcanes; por ejemplo, el Teide en Tenerife, el Vesubio en Italia, el Fujiyama en Japón, o el Mount St. Helens en Estados Unidos).

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- Las rocas: artículos en nuestro blog


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