Ciencias de la Tierra

Objetivos de la lección

• Explicar cómo entran en erupción los volcanes.
• Describir y comparar los tipos de erupciones volcánicas.
• Distinga entre diferentes tipos de lava y comprenda la diferencia entre magma y lava.
• Describir un método para predecir erupciones volcánicas.

Cómo entran en erupción los volcanes

Todos los volcanes comparten las mismas características básicas. El magma se acumula en cámaras de magma que pueden estar a 160 kilómetros (100 millas) por debajo de la superficie. A medida que la roca se calienta, se expande, lo que crea aún más presión. Como resultado, el magma busca una salida empujando hacia la superficie, el magma se filtra a través de grietas en la corteza terrestre llamadas respiraderos. Eventualmente, el magma llega a la superficie; cuando sale, lo llamamos erupción. La palabra erupción también se usa en otros contextos. Una erupción puede ser un estallido o explosión, un suceso violento y repentino, como cuando una multitud estalla de ira. Pero una erupción también puede ser una propagación de algo como una erupción en la piel, gradual y relativamente tranquila. Estas dos definiciones son similares a los dos tipos de erupciones que vemos en los volcanes.

Tipos de erupciones

Cada formación geológica es única. Su composición y construcción dependen de tantos factores, que sería imposible que dos formaciones fueran exactamente iguales. De la misma manera, cada volcán y sus erupciones son únicas. Sin embargo, tendemos a ver dos tipos principales de erupciones. Hablamos de erupción para significar tanto una explosión violenta como una especie de propagación silenciosa. Estos son los dos tipos de erupciones volcánicas que vemos: erupciones explosivas y no explosivas. Cuando pensamos en erupciones volcánicas, a menudo pensamos en enormes nubes de ceniza volcánica expulsadas a lo alto de la atmósfera y luego en gruesos ríos de lava roja serpenteando por la ladera de la montaña. En realidad, estos dos fenómenos rara vez ocurren en el mismo volcán. Las erupciones volcánicas tienden a ser una u otra.

Erupciones explosivas

Imagine la devastación y la fuerza causadas por la bomba atómica lanzada sobre Nagasaki al final de la Segunda Guerra Mundial, en la que murieron más de 40.000 personas. Ahora imagina una explosión 10.000 veces más poderosa. Las erupciones volcánicas explosivas pueden ser tan poderosas (Figura 8.9). A medida que el magma caliente bajo la superficie interactúa con el agua, los gases se acumulan y la presión de magma se acumula. Esta presión crece y crece hasta que estos gases disueltos hacen que estalle en una enorme explosión.

Esta gran explosión lleva consigo el magma y los gases volcánicos, que pueden disparar muchos kilómetros hacia el cielo y formar una nube de hongos, similar a la formada por una explosión nuclear (Figura 8.10). Los desechos suben al aire a velocidades muy altas y se enfrían en la atmósfera para formar partículas sólidas llamadas piroclastos. Algunas de estas partículas pueden permanecer en la atmósfera durante años, lo que puede alterar los patrones climáticos y afectar la temperatura de la Tierra. El resto de los escombros vuelve a caer a la Tierra, donde llueve durante kilómetros y kilómetros a su alrededor.

A veces ocurren explosiones secundarias que son incluso mayores que la primera. Además, los gases volcánicos como el vapor de agua, el dióxido de carbono, el dióxido de azufre, el sulfuro de hidrógeno y el cloruro de hidrógeno pueden formar nubes venenosas e invisibles que vagan por la atmósfera. Estos gases contribuyen a problemas ambientales como la lluvia ácida y la destrucción del ozono, y en realidad pueden enfriar la atmósfera de la Tierra.

En la Cordillera de las Cascadas, la erupción explosiva del Monte Santa Elena fue precedida por la erupción del Pico Lassen, uno de los tres Volcanes en Cascada del norte de California. El 22 de mayo de 1915, una erupción explosiva envió una columna de ceniza y gas a 30.000 pies en el aire y desencadenó un flujo piroclástico de alta velocidad, que derritió la nieve y creó un lahar. Lassen sigue teniendo actividad geotérmica y podría estallar de nuevo de forma explosiva. Mt. Shasta entra en erupción cada 600 a 800 años. Una erupción probablemente crearía un gran flujo piroclástico, y quizás un lahar. Sin embargo, el volcán podría explotar como el monte. Mazama, que explotó en una erupción unas 42 veces más potente que el Monte Santa Helena en 1980, para crear el Lago del Cráter.

Erupciones no explosivas

Un segundo tipo de erupción volcánica es una erupción no explosiva o efusiva (figura 8.11). Debido a que la composición del magma es diferente en diferentes volcanes, las propiedades de la lava son diferentes. En erupciones efusivas, los flujos de lava son relativamente tranquilos y no explotan fuera del volcán. Como resultado, las personas generalmente tienen una gran cantidad de advertencias antes de que la lava les llegue, por lo que las erupciones no explosivas son mucho menos mortales. Sin embargo, eso no impide que sean destructivos. Incluso cuando sabemos que se acerca un flujo de lava, hay pocas formas de detenerlo, dada la gran cantidad y temperatura de lava.

Los volcanes de Magma y lava

no serían tan interesantes sin las grandes explosiones que crean y los brillantes ríos rojos de lava. Toda roca ígnea proviene de magma o lava. La próxima vez que vaya de excursión cerca de una zona volcánica, puede intentar identificar los tipos de lava que hizo erupción el volcán, en función de los tipos de rocas ígneas que encuentre.

Magma

En las profundidades de la Tierra, el magma se forma como la primera etapa en la creación de un volcán. Esto ocurre porque la roca debajo de la superficie está sujeta a grandes cantidades de presión de la gravedad. La descomposición de los materiales radiactivos genera calor adicional. El calor y la presión sustanciales funden la roca debajo de la superficie para formar una sustancia similar a un caramelo. Es posible que haya visto una vela que se ha dejado afuera en el sol caliente durante demasiado tiempo. Se vuelve más suave y más como un líquido. A medida que las moléculas absorben calor, comienzan a deslizarse una sobre la otra y se vuelven más fluidas. Un proceso similar ocurre con el magma. Sin embargo, diferentes sustancias se funden a diferentes temperaturas. Por esa razón, la temperatura a la que se funden las rocas depende de los tipos específicos de rocas. La corteza y el manto de la Tierra están hechos de muchas sustancias, por lo que la temperatura requerida para crear magma varía. La mayoría de los magmas se forman entre 600°C y 1300°C (Figura 8.13).

roca Fundida o magma se puede encontrar en cámaras de magma debajo de la Tierra. Dado que las cámaras de magma están tan lejos por debajo de la superficie de la Tierra, es difícil para los científicos estudiarlas. Los científicos saben que las cámaras de magma se crean donde el calor y la presión son mayores. Cuando las placas tectónicas chocan y rozan entre sí, se forma magma allí. Así es como se creó el Anillo de Fuego del Pacífico. También sabemos que hay volcanes lejos de los límites de las placas tectónicas, por lo que sabemos que también hay cámaras de magma en estas áreas. Las cámaras de magma se pueden encontrar donde hay plumas de manto o puntos calientes.

No se sabe exactamente cómo o por qué se crean estos puntos calientes. Sin embargo, debido a que diferentes sustancias se funden a diferentes temperaturas, la creación de magma depende de las sustancias que lo componen: su composición. Al igual que el sabor de un pastel depende de los ingredientes que le pongas, el comportamiento del magma y la lava depende de su composición. Ciertas rocas derretidas actúan de ciertas maneras. Así que cuando el magma se convierte en lava, no toda la lava actúa de la misma manera.

Lava

Una vez que el magma llega a la superficie, se convierte en lava. Considere diferentes líquidos que podría ver en su casa, por ejemplo, miel y una botella de cola. Es posible que esté de acuerdo en que los dos líquidos son diferentes en muchos aspectos. Saben diferentes, tienen diferentes colores, tienen diferentes gases y fluyen de manera diferente. De hecho, la miel es un líquido que resiste el flujo, mientras que la cola fluye fácilmente. La miel tiene una viscosidad más alta que la cola; resiste el flujo (Figura 8.14). La cola tiene una viscosidad baja porque fluye fácilmente. Una de las principales diferencias en los diferentes tipos de lava es su viscosidad.

Una lava altamente viscosa es aquella que no tiende a fluir fácilmente. Tiende a permanecer en su lugar. Las lavas con alto contenido de sílice tienden a ser más viscosas. Dado que es tan resistente al movimiento, obstruye las rejillas de ventilación en un volcán. La presión se vuelve cada vez mayor hasta que el volcán finalmente explota. Este tipo de lava se encuentra en erupciones explosivas. También tiende a atrapar una gran cantidad de gas. Cuando se libera el gas, hace que la erupción sea más explosiva. La mayor parte de esta lava se lanza al aire, donde se endurece y se convierte en roca sólida. Esta roca fundida que se solidifica en el aire se conoce como material piroclástico. En una roca ígnea como piedra pómez, pequeños agujeros en la roca sólida muestran dónde estaban las burbujas de gas cuando la roca aún era lava líquida.

La lava de baja viscosidad se desliza o fluye por las laderas de las montañas. Hay más de un tipo de lava de baja viscosidad. Las diferencias entre ellos provienen de la diferente composición de las lavas y de los diferentes lugares donde salen a la superficie. El tipo de formaciones ígneas formadas depende del tipo de lava que sea. Las tres categorías principales son a’a, pahoehoe y lava almohada.

Lava de A’a

La lava de A’a es la más viscosa de las lavas no explosivas (Figura 8.15). Esta lava forma una corteza gruesa y quebradiza que se rompe en pedazos ásperos y dentados. La superficie solidificada es irregular y afilada. Puede extenderse por grandes áreas a medida que la lava continúa fluyendo por debajo.

Lava Pāhoehoe

La lava Pāhoehoe es menos viscosa que la lava a’a, y fluye más fácilmente. Su superficie se ve más arrugada y lisa que la irregular lava a’a. La lava Pāhoehoe fluye en una serie de lóbulos o áreas redondeadas que forman extrañas formas retorcidas y esculturas naturales de roca (Figura 8.16). La lava Pāhoehoe también puede formar tubos de lava debajo del suelo (Figura 8.17).

Lava de almohada

La lava de almohada es la lava que sale de los respiraderos volcánicos bajo el agua (Figura 8.18). Cuando sale bajo el agua, se enfría muy rápidamente y forma rocas aproximadamente esféricas que se asemejan a almohadas, de las que se filtra más lava y crea más almohadas. La lava de almohada es particularmente común a lo largo de los centros de propagación submarina.

Predecir Erupciones volcánicas

Las erupciones volcánicas pueden ser devastadoras, particularmente para las personas que están más cerca de los volcanes. Al igual que los meteorólogos intentan predecir, o pronosticar, huracanes y tornados, también lo hacen los vulcanólogos para pronosticar erupciones volcánicas. Aunque predecir erupciones volcánicas está lejos de ser perfecto, muchas pruebas pueden indicar que un volcán está a punto de entrar en erupción. Algunos de esos factores son difíciles de medir, lo que contribuye a la dificultad de predecir erupciones.

Historia de las Actividades Volcánicas

Un factor importante en la predicción de erupciones es la historia de un volcán. Es decir, consideramos cuánto tiempo ha pasado desde que entró en erupción y el lapso de tiempo entre sus erupciones anteriores. Los volcanes se clasifican en tres subdivisiones: activos, inactivos y extintos. Un volcán activo es aquel que está actualmente en erupción o muestra signos de erupción en un futuro cercano. Un volcán inactivo ya no muestra signos de actividad, pero ha entrado en erupción en la historia reciente (Figura 8.19). Finalmente, un volcán extinto es uno que no ha entrado en erupción en la historia reciente y probablemente no vuelva a entrar en erupción en el futuro. Tanto los volcanes activos como los inactivos están fuertemente monitoreados porque incluso los volcanes inactivos podrían mostrar repentinamente signos de actividad.

Terremotos

A medida que el magma debajo de un volcán empuja hacia arriba, sacude el suelo y causa terremotos. Aunque los terremotos probablemente ocurren todos los días cerca de un volcán, la cantidad y el tamaño de los terremotos aumentan antes de una erupción. De hecho, un volcán que está a punto de entrar en erupción puede producir una cadena continua de terremotos, ya que el magma que se mueve bajo tierra crea estrés en las rocas vecinas. Para medir estos terremotos, los científicos usan sismógrafos que registran la longitud y la fuerza de cada terremoto.

Deformación de la pendiente

Todo el magma y el gas que empujan hacia arriba pueden hacer que el suelo o la pendiente del volcán comiencen a hincharse. A veces, la hinchazón del suelo revela grandes cambios en la forma de un volcán. Sin embargo, la mayoría de los casos de deformación del suelo son sutiles y solo se pueden detectar mediante medidores basculantes, que son instrumentos que miden el ángulo de la pendiente de un volcán. Además, la hinchazón del suelo puede causar un aumento de las caídas de rocas y deslizamientos de tierra.

Emisiones de gases

A menudo, los gases son capaces de escapar de un volcán antes de que el magma llegue a la superficie en una erupción. Por lo tanto, los científicos pueden medir la salida de gas, o las emisiones de gas, en los respiraderos en o alrededor del volcán. Los gases, como el dióxido de azufre (SO2), el dióxido de carbono (CO2), el ácido clorhídrico (HCl) e incluso el vapor de agua se pueden medir en el sitio o, en algunos casos, a distancia con satélites. Las cantidades de gases y sus proporciones se calculan para ayudar a predecir erupciones.

Monitoreo remoto

Como se mencionó, algunos gases se pueden monitorear utilizando tecnología satelital (Figura 8.20). Los satélites también pueden medir otros factores, como las lecturas de temperatura de lugares particularmente cálidos en un sitio volcánico o áreas donde la superficie del volcán está cambiando. A medida que nuestra tecnología continúa mejorando, los científicos son más capaces de detectar los cambios con precisión y seguridad.

Aunque los métodos de monitoreo son cada vez mejores, todavía es difícil predecir una erupción volcánica con certeza. Ningún científico o agencia gubernamental quiere ser considerado alarmista al anunciar que va a ocurrir una erupción y luego realmente no lo hace. El costo y la interrupción para la sociedad de una evacuación a gran escala dejaría a muchas personas disgustadas y a los científicos avergonzados. Sin embargo, la posibilidad de salvar vidas y propiedades sin duda hace que la búsqueda de la predicción de erupciones sea una causa digna.

Resumen de la lección

• Los volcanes se producen cuando el magma se eleva hacia la superficie de la Tierra porque es menos denso que la roca circundante.
• Las erupciones volcánicas pueden ser no explosivas o explosivas dependiendo de la viscosidad del magma.
• Las erupciones de tipo explosivo ocurren a lo largo de los bordes de los continentes y producen enormes cantidades de material expulsado al aire.
• Las erupciones de tipo no explosivo producen principalmente varios tipos de lava, como a’a, pāhoehoe y lavas de almohada.
• Algunos signos de que un volcán puede entrar en erupción pronto incluyen terremotos, protuberancias en la superficie, gases emitidos, así como otros cambios que pueden ser monitoreados por los científicos.

Preguntas de revisión

1. ¿Cuáles son los dos tipos básicos de erupciones volcánicas?
2. Hace varios cientos de años, un volcán entró en erupción cerca de la ciudad de Pompeya. Los arqueólogos han encontrado los restos de personas abrazándose, sofocadas por cenizas y rocas que lo cubrían todo. ¿Qué tipo de erupción debe haber sido?
3. ¿Qué es el material piroclástico?
4. Nombre tres líquidos que tienen baja viscosidad y tres que tienen alta viscosidad.
5. ¿Cuál es la diferencia entre una cámara de magma y un penacho de manto?
6. El punto de ebullición del agua es de 100°C. ¿Por qué el agua puede hacer que una erupción sea más explosiva?
7. ¿Cuáles son tres nombres para lava no explosiva?
8. ¿Qué factores se consideran en la predicción de erupciones volcánicas?
9. ¿Por qué es tan importante predecir volcanes?
10. Dado que los astrónomos están lejos de los sujetos que estudian, ¿qué evidencia podrían buscar para determinar la composición de un planeta en el que se encuentra un volcán?

Vocabulario

volcán activo Un volcán que está actualmente en erupción o a punto de entrar en erupción. volcán inactivo Un volcán que actualmente no está en erupción, pero que ha entrado en erupción en el pasado registrado. erupción efusiva Una erupción volcánica relativamente suave y no explosiva. erupción La liberación de magma en la superficie de la Tierra. Por lo general, una erupción se acompaña de la liberación de gases también. erupción explosiva Erupción volcánica que libera grandes cantidades de gas, de modo que el magma se lanza violentamente al aire. volcán extinto Un volcán que no ha entrado en erupción en la historia registrada, y se considera poco probable que vuelva a entrar en erupción. cámara de magma Una región dentro de la Tierra rodeada de roca sólida y que contiene magma. roca formada por fragmentos de roca volcánica arrojados al aire por erupciones volcánicas. viscosidad El «grosor» o «viscosidad» de un líquido. Cuanto más viscoso sea un líquido, más difícil será que fluya el líquido.

Puntos a considerar

• ¿Qué tipos de evidencia cree que indicarían a los científicos si una erupción volcánica antigua era explosiva o no explosiva?
• ¿Todos los volcanes tienen la forma de montañas altas con un cráter en la cima?
• ¿Cuál crees que es el origen de los nombres a y Pāhoehoe?
• Los terremotos no siempre indican que un volcán va a entrar en erupción. ¿Qué factores de un terremoto podrían indicar una relación con una erupción volcánica?