Los volcanes
Los volcanes contienen la forma más espectacular de liberación de energía terrestre y son responsables de la formación de grandes extensiones de la corteza del planeta Tierra, constituyendo una clave para interpretar su historia, evolución y la naturaleza de su interior. El manto superior terrestre, bajo la corteza, está casi fundido. Un débil descenso de presión -producido, por ejemplo, por deriva de las placas continentales- completa el proceso de fusión. La roca fundida (magma), más liviana que las rocas próximas, asciende lentamente a la superficie, a menudo a lo largo de fallas. También un pequeño aumento de calor funde la roca, y las acumulaciones de elementos radiactivos generan el calor suficiente para formar magma.
En las dorsales mesoceánicas (elevaciones submarinas situadas en la parte media de los océanos de la Tierra), donde la separación de placas corticales crea un descenso de presión, el magma asciende más o menos continuamente, se enfría y forma corteza nueva. En otras partes forma bolsas subterráneas que, si no se enfrían, pueden volverse inestables y producir erupciones. Cuando esto ocurre, el flujo se acelera, ya que la disminución de la presión provoca que el gas disuelto en el magma forme burbujas. Muchos de estos gases, como el ácido sulfhídrico y el monóxido de carbono, se queman al entrar en contacto con el aire; esto aumenta la temperatura en el cráter del volcán y hace la lava más fluida. Si la lava es viscosa y atrapa los gases, éstos pueden escapar de forma explosiva. La fuerza de las explosiones -y de las erupciones normales- aumenta cuando se filtra agua hacia el magma y reaparece en forma de vapor.
Los volcanes formados por magma se caracterizan por su chimenea y su cráter en la cima. A menudo tienen también chimeneas laterales. A veces, la emisión de magma es tan abundante, que la cámara subyacente queda prácticamente vacía. Entonces el volcán se hunde, formando una depresión amplia y de laderas escarpadas llamada caldera.
Esquema de la formación de una caldera de subsidencia. Monte Mazama, con el lago del Cráter y la isla Wizard en el Parque Nacional Crater Lake, Oregón, Estados Unidos.
Estructura de los volcanes
Los volcanes se alimentan de roca fundida que asciende desde el manto terrestre. Este material, el magma, puede ascender directamente a la superficie, donde hace erupción, o puede almacenarse en una cámara magmática, que se hincha como un globo antes de hacer erupción. El magma asciende por una chimenea y después llega a la superficie por el cráter o abertura. Dentro del complejo líquido del magma las temperaturas son muy altas, encontrándose rangos de, entre los 700ºC y los 1.300ºC. La lava es magma que, durante su ascenso a través de la corteza terrestre, alcanza la superficie.
El material, en forma de lava o de bombas y cenizas, se amontona en un cono volcánico o volcán. Las explosiones producidas por la expansión de gases a menudo forman cráteres con figura de conos invertidos. El magma no siempre llega a la superficie: a menudo se enfría bajo tierra, formando plutones (grandes masas), tacolitos (estructuras lenticulares), diques (que atraviesan los estratos) y filones capa (masas inyectadas entre dos estratos). Las regiones volcánicas también se caracterizan por fuentes termales, emanaciones gaseosas y, a veces, por géiseres.
Localización de los volcanes
Los volcanes se encuentran a lo largo de grandes grietas de tensión en la superficie terrestre -dorsales mesoceánicas y sus prolongaciones continentales- y en los bordes de colisión de placas corticales. El famoso cinturón de fuego que circunda el Pacífico es el límite de la placa cortical que forma el mencionado océano.
El mayor número de volcanes está en el fondo del mar, formando las colinas abisales. La mayoría probablemente se han extinguido. Su existencia se debe a que la corteza oceánica es muy delgada y es fácilmente atravesada por el magma subyacente. Se cree que, sólo en el Pacifico, hay más de 10.000 volcanes de más de 1.000 m de altura. Los volcanes hawaianos se deben a “plumas” o “puntos calientes” fijos del manto, que originan un cordón de volcanes a medida que la corteza va derivando sobre ellos. Unos pocos volcanes situados lejos de los límites de placas se deben al calentamiento localizado de origen radiactivo o a un punto caliente del manto.
Los puntos calientes son zonas de ascenso de “plumas magmáticas calientes” procedentes de la base del manto, que ascienden hasta entrar en contacto con la corteza generando procesos volcánicos sin estar asociados a bordes de placas.
Aparte de los numerosos volcanes abisales, hay unos 500 volcanes activos, de los que, entre 20 y 30, entran en erupción cada año. Entre erupciones, se dice que el volcán está dormido. Un volcán activo es el que ha entrado en erupción en tiempos históricos. Los volcanes, sin embargo, pueden permanecer dormidos durante periodos más largos que el tiempo histórico y volcanes “extintos” pueden volver a la vida, como lo hizo el Helgafell (en Heimaey, Islandia) en 1973. En tierra, el volcán reciente mejor conocido es el Paricutin, en México, que apareció en un campo en 1943.
El siguiente mapa muestra los volcanes activos y los volcanes extintos recientes, muchos de los cuales fueron vistos en erupción por el hombre prehistórico, como los de Francia. En el registro geológico abundan los volcanes “fósiles” (no se indican en el mapa). Por ejemplo, Edimburgo fue un volcán hace 325 millones de años.
La mayoría de los volcanes activos se encuentran en bordes de placas corticales. La principal zona de actividad se halla en un gran arco alrededor del Pacifico, desde Chile hasta Indonesia.
Productos volcánicos
Los volcanes emiten gases, líquidos y sólidos. Los gases principales son nitrógeno, dióxido de carbono, ácido clorhídrico, vapor de agua, monóxido de carbono y ácido sulfhídrico. Las emisiones líquidas o lavas pueden ser la cordada o “pahoehoe” y la de tipo “escoria”, según la temperatura.
La lava fluida da erupciones tranquilas; la viscosa, al impedir el escape de gases hasta que éstos alcanzan alta presión, va acompañada de explosiones; el magma muy viscoso es lanzado en forma de ceniza y escoria en inmensas explosiones. En los cráteres inactivos se instala a veces un lago; una erupción posterior suele originar un flujo de fango tan destructivo, y a veces más letal, por su velocidad, que el flujo de lava.
Las formaciones de lava incluyen hornitos o conos esparcidos, pequeñas erupciones (B) que forman volcanes en miniatura en corrientes de lava (A). Los moldes de árboles (D) se forman donde quedan árboles quemados bajo la lava enfriada (C). Los tubos de lava (F) se forman si se enfría la superficie y por el interior va la lava caliente (E).
La textura de la lava depende de la temperatura y de la velocidad de la colada durante la erupción, y de la composición de la lava. Los geólogos tomaron dos términos del vocabulario hawaiano, “aa” y “pahoehoe”, para describir dos superficies de lava típicas. La lava “aa” tiene un aspecto muy rugoso y parecido a la escoria, y se forma por un movimiento lento o por efusiones relativamente frías. Siete años después de la solidificación de la colada, la vegetación empieza a crecer sobre ella.
La lava cordada o pahoehoe tiene una superficie lisa pero retorcida. La origina un flujo rápido de lava fluida, que al enfriarse desarrolla en su superficie una piel plástica. La piel forma pliegues curiosos al ser arrastrada por lava liquida que circula por debajo.
Las lluvias de ceniza pueden causar mayores daños que las corrientes de lava, porque afectan a extensiones mayores. El tamaño de las partículas que forman la ceniza volcánica es menor de 4 mm de diámetro y el volumen de cenizas producidas se mide por kilómetros cúbicos. La mayor parte se deposita en un radio de 10 km alrededor del volcán.
Las bombas volcánicas se forman cuando un volcán expulsa fragmentos viscosos de lava durante una erupción. Estas pueden ser lanzadas a kilómetros de distancia de la caldera del volcán. Durante el vuelo, las más fluidas adquieren formas aerodinámicas (trenzas o husos), a la vez que se enfrían en mayor o menor grado. Si el exterior de una bomba volcánica se solidifica durante su vuelo, puede desarrollar una superficie externa agrietada a medida que su interior se expande.
Bomba volcánica de aproximadamente 50 cm expuesta en una de las subidas al Teide, volcán situado en la isla española de Tenerife, en Canarias.
Tipos de erupciones volcánicas
Las erupciones volcánicas adoptan distintas formas. En la siguiente imagen observamos: las de fisura (A) liberan la lava más básica y fluida. En las erupciones hawaianas (B) la lava es menos fluida y produce un cono bajo. El tipo vulcaniano (C) es más violento y arroja lava sólida. Las erupciones estrombolianas (D) emiten material incandescente. El tipo peleano (E) es claramente explosivo, debido al bloqueo de la salida. Una erupción de tipo pliniano (F) es un chorro continuo de gas que se eleva hasta una gran altura.
Erupciones catastróficas
Los volcanes son válvulas de seguridad de la corteza terrestre: cuanto más ajustada es la válvula, mayor es la erupción. La erupción en 1815 del Tambora, en Indonesia, constituye el mayor desastre volcánico de la historia: 10.000 personas murieron durante la erupción y 82.000 después. También en Indonesia, la isla deshabitada de Krakatoa se hizo pedazos en 1883, originando una marea que mató 36.000 personas. Y en la isla de Thera (actual Santorini), en el Egeo, ocurrió una explosión mayor hacia el 1470.
Las erupciones no se pueden evitar, pero en algunos casos se pueden predecir. Esto se hace sobre todo controlando los pequeños terremotos creados por el magma ascendente, midiendo la deformación del suelo y vigilando las variaciones de emanación de gases.
Krakatoa era una pequeña isla volcánica en el estrecho de la Sonda, Indonesia, y había estado inactiva desde 1680. En una erupción, en agosto de 1883, se destruyeron dos tercios de la isla.