CAPÍTULO 9
Procesos y rocas volcánicas
9.1. Introducción
Los procesos volcánicos son frecuentes, poniendo de manifiesto que la Tierra aun conserva suficiente energía para expulsar el magma a la superficie. El interés por el estudio de los volcanes no es exclusivamente geológico ya que tienen una gran incidencia en el desarrollo del clima y al bienestar de los pueblos radicados en las cercanías de volcanes activos. Las erupciones y los procesos secundarios asociados a ellas, como los tsunamis y los lahares, pueden resultar catastróficas para el hombre. Basta con recordar las erupciones que sepultaron las poblaciones de Akrotiri, al pié del volcán Santorini (1650 antes de Cristo), Pompeya, al pié del Vesubio (79 después de Cristo), Saint Pierre de Miquelon, al pié del Mount Pelée, Martinica (1902), el tsunami causado por la erupción del Krakatoa en 1883, o la corriente de barro proveniente del volcán Nevado del Ruiz, que sepultó a la ciudad de Armero, Colombia, en 1985. Los volcanes también está estrechamente asociados a la economía como generadores de yacimientos minerales, como fuentes de rocas de aplicación y de energía geotérmica. Sobre los diversos aspectos de los procesos volcánicos se han escrito numerosos artículos y libros y el progreso científico alcanzado ha permitido predecir con bastante precisión algunas erupciones, salvando la vida de miles de personas. En este capítulo solo haremos una breve síntesis de los procesos volcánicos, ya que existen una extensa bibliografía al respecto a la cual puede recurrir el lector para ampliar sus conocimientos (Teruggi, et al.1978; Fisher y Schmincke, 1984; Mazzoni, 1986; Cas y Wright, 1987; Jaupart y Tait, 1990; Martí y Araña, 1993; Druitt, 1998; Mader, 1998; Sparks et al, 1997; Woods, 1998; Sigurdsson et al., 2000; Legros et al., 2000).
La enorme cantidad de rocas extrusivas que se encuentran en la superficie de la corteza, revela que una gran parte de los materiales fundidos formados en la base de la litósfera han tenido que ascender varias decenas de kilómetros. Para ello es necesario disponer de un presupuesto de energía adecuado, suficiente para superar la gravedad y las fuerzas de fricción. Sin embargo, la cantidad de energía disponible en la litósfera rara vez se encuentra en exceso, aunque sí en suficiente cantidad para permitir que el magma pueda llegar a la superficie. Las limitaciones en la cantidad de energía se pueden comprobar por la altura de los edificios volcánicos, que no sobrepasan los 3000 a 4000 m sobre la superficie. Mayores alturas tienen algunos de los edificios volcánicos que se encuentran en el interior de las placas oceánicas, pero en estos casos una gran parte del edificio volcánico se encuentra debajo del agua, que tiene mayor densidad que el aire. Además, están relacionados a plumas térmicas que accionan sobre una litósfera de menor espesor que en los continentes. Estas condiciones permiten alcanzar a algunos de esos volcanes alturas de alrededor de 6.000 m sobre el fondo del mar.
Una de las características más sobresalientes en la evolución de un volcán es que cada uno de los episodios eruptivos se desarrolla con una rapidez que es poco frecuente entre los procesos geológicos. Las erupciones de grandes volúmenes de magma, que a veces alcanzan hasta centenares de kilómetros cúbicos, solo duran unos pocos días, e incluso pocas horas. El caudal que se extruye es con frecuencia de varias toneladas por segundo. A diferencia de los demás procesos geológicos, que duran cientos de miles a millones de años, cada episodios eruptivo presupone una altísima concentración de energía en un tiempo muy corto. Pero para evitar una confusión, debemos aclarar que la rapidez con que se producen los episodios eruptivos no significa que el volcán se haya formado en un breve tiempo. Por el contario, su desarrollo completo tiene una duración que puede llegar a ser similar a la de la cámara magmática, la cual puede permanecer activa por más de un millón de años, en particular si es realimentada por sucesivas inyecciones provenientes de reservorios más profundos.
Cuando el magma llega a la interfase corteza - atmósfera puede fluir como una lava, en la cual el material fundido sale entero (Lám. 1), es decir no fragmentado, o puede fragmentarse (Lám. 2). Este último proceso se produce por la separación de la fase volátil del fundido, con la formación de burbujas, proceso que se conoce como vesiculación. Cuando la presión interna de las burbujas supera la resistencia de los tabiques que la limitan, explotan produciéndose la fragmentación del magma, dando origen a los vitroclastos o piroclastos que componen la columna eruptiva o pluma eruptiva (Fig. 1).
Las sucesivas acumulaciones de magma, ya sea fragmentado o no fragmentado, en el entorno del conducto ígneo van formando progresivamente el edificio volcánico o simplemente el volcán.
Su forma y tamaño dependen de numerosas variables, en particular de aquellas que se relacionan con la clase de energía que desencadenó la erupción. En líneas generales, y desde un punto de vista físico, la forma del volcán depende del ángulo de reposo con que se acumulan las partículas, bloques, y lavas, las cuales dependen de la viscosidad de los fundidos magmáticos y de la naturaleza del material fragmentado.