Composición y Estructura de un Volcán

Los volcanes son el resultado visible en la superficie terrestre de un largo proceso geológico, por el cual aflora material rocoso fundido, conocido como magma, y gases del interior de la Tierra de una manera más o menos violenta. Estas estructuras geológicas revelan las fuerzas activas del interior de nuestro planeta. Un volcán es, en esencia, una abertura o grieta en la corteza terrestre conectada a una cámara magmática, a través de la cual los materiales incandescentes (lava, gas y líquidos a altas temperaturas) emergen y se acumulan en la superficie. La vulcanología, la ciencia que estudia los volcanes, analiza las dinámicas geológicas asociadas a estos fenómenos.

Anatomía de un Volcán: Partes y Componentes

Un volcán está compuesto por más partes de las que comúnmente se observan a simple vista, como el cono volcánico o el cráter. A lo largo y ancho de cada una de estas inmensas estructuras geológicas, se esconden otras partes que se forman a través del tiempo y que varían de acuerdo con la actividad que ha tenido el volcán, lo que explica por qué ninguno luce igual a otro. Cada volcán narra su propia historia a través de sus formas, grietas y otras características variables. No solo lo que sobresale de la superficie terrestre comprende la estructura de un volcán.

Partes Internas y Conectores

• Cámara Magmática: Es la parte más profunda debajo de la corteza terrestre, un gran depósito que almacena la roca fundida o parcialmente fundida (magma) proveniente del manto de la Tierra. Se encuentra a grandes profundidades y se mantiene a una temperatura y presión muy elevadas. En una erupción, este magma sube a través de la chimenea impulsado por la presión y se libera.
• Chimenea Volcánica: También conocida como conducto, es la galería principal que, generalmente vertical, conecta la cámara magmática de algunos volcanes con la superficie de la corteza terrestre. Puede emerger desde los 200 kilómetros de profundidad y suele discurrir a través de las zonas más débiles de la corteza, por las cuales el magma se abre paso más fácilmente.
• Fisuras Volcánicas: Son hendiduras o grietas alargadas de ventilación por donde se expulsa el magma o gases internos hacia la superficie. En una erupción, las fisuras pueden crecer, creando nuevas grietas en la tierra, lo que cambia la forma del volcán y cómo fluye la lava.
• Diques: Son formaciones ígneas o magmáticas de forma tabular que atraviesan capas de rocas adyacentes y luego se solidifican. Se crean cuando el magma asciende a una fractura o crea una nueva grieta al seguir su camino sobre la roca.
• Respiraderos o Chimeneas Secundarias: Se forman en los grandes volcanes. Debido a su tamaño, el magma puede desplazarse por nuevas grietas ajenas a la chimenea principal y alcanzar la superficie a través de conductos más pequeños. En la salida de estos respiraderos también se puede producir la acumulación de material en forma de conos de menor tamaño, denominados conos secundarios o conos parásitos.

Estructuras Superficiales

• Cráter: Es la abertura que comúnmente se localiza en la cima del volcán y por donde se expulsa la lava, las cenizas y todos los materiales piroclásticos (fragmentos de roca ígnea volcánica, cristales de distintos minerales, etc.). Cada cráter varía en tamaño y forma, pero comúnmente son muy anchos y redondeados. Algunos volcanes cuentan con más de un cráter, como el volcán Irazú de Costa Rica. Las explosiones volcánicas pueden llegar a ser muy intensas, modificando la apariencia de un cráter al derribar parte de su estructura, como ocurrió en 1980 con el volcán Santa Helena en Washington, Estados Unidos. La función del cráter es crucial como salida para los materiales de la erupción.
• Cono Volcánico: Es el edificio de materiales que se conforma en las márgenes del cráter debido a la acumulación sucesiva de lava solidificada y piroclastos (producto de erupciones o explosiones suscitadas a lo largo del tiempo), ceniza y otros materiales expulsados por un volcán. Esta acumulación forma un relieve que generalmente adopta una forma cónica y puede alcanzar considerable altura. El cono volcánico es fundamental para entender la forma de un volcán.
• Caldera: Suele ser confundida con el cráter, pero se trata de una gran depresión que se forma cuando un volcán libera la mayoría de los contenidos de su cámara de magma en una erupción, creando inestabilidad interna por falta de soporte estructural y derivando en el colapso del suelo hacia adentro. La nueva caldera creada, comúnmente, queda de un tamaño más grande que el cráter. No todos los volcanes cuentan con caldera. Un ejemplo es la caldera de Yellowstone, en Estados Unidos, que mide aproximadamente 55 por 72 km² y cuya existencia representa un peligro para la vida global.
• Domo de Lava: Es una acumulación o montículo circular de lava muy viscosa que no logró desplazarse lo suficiente. Su solidificación por enfriamiento crea estos domos naturales que pueden alcanzar diversas alturas o extensiones, o bien, pueden crecer lentamente con los años como consecuencia de más lava acumulada. Los domos están situados dentro del volcán, pero no suelen superar el límite del cráter.

Composición de los Materiales Volcánicos

Las partes de la estructura de un volcán no deben confundirse con los materiales que resultan de las erupciones o explosiones.

Magma y Lava

• Magma: Es una masa de rocas fundidas o parcialmente fundidas que se encuentran debajo de la superficie terrestre. Este se concentra en una cámara magmática y es semifluido como resultado de la fusión de silicatos que contienen gases, minerales sólidos y otros compuestos que concentran las rocas, todo ello a temperaturas de hasta 1,200 grados Centígrados. Los científicos han distinguido tres fases de magma: fase fundida, fase gaseosa y fase sólida.
• Lava: Cuando el magma sale expulsado hacia la superficie de la Tierra, pierde los gases que contiene porque se evapora y recibe el nombre de lava. La lava es roca de naturaleza silicatada lo suficientemente caliente como para estar en estado líquido, y es expulsada por un volcán a la superficie de la corteza. La temperatura a la que emerge del interior de la Tierra se suele situar entre los 700 ºC y los 1200 ºC. Una vez expulsada, la lava se conforma en coladas que pueden recibir distintos nombres según su viscosidad, contenido en silicio y comportamiento mecánico.

Gases y Otros Materiales

• Gases Volcánicos: Existe una amplia variedad de gases volcánicos contenidos en los magmas, pero el vapor de agua, el dióxido de carbono y el dióxido de azufre son los más abundantes. La magnitud de una erupción volcánica depende en gran medida de la cantidad de gases que contenga el magma, así como de su temperatura, viscosidad y contenido de cristales.
• Piroclastos (Tefra): Se le denomina tefra o piroclasto a los fragmentos de roca volcánica y lava que explotan en el aire. Esto incluye piedra pómez, reticulita, cristales, ceniza, lapilli y bombas volcánicas.
  • Ceniza volcánica: En vulcanología, el término ceniza está restringido a las partículas de roca y mineral de menos de 2 milímetros de diámetro que son expulsadas de una abertura volcánica.
  • Bombas volcánicas: Son proyectiles de mayor tamaño que las cenizas, fragmentos que miden más de 64 milímetros de diámetro, aunque se han registrado bombas volcánicas de varias decenas de metros.
• Fumarolas: Son enormes emisiones de gases o vapores a altas temperaturas provenientes de la lava almacenada en un cráter. No son explosivas y se presentan tanto en volcanes activos como inactivos, en este último caso por desgasificación y enfriamiento del magma.
• Solfataras: Son similares a las fumarolas, con la diferencia de que liberan vapor de agua y ácido sulfhídrico. Estas se producen en algunos cráteres de volcanes activos.

Origen y Formación de los Volcanes

Los volcanes se pueden formar de dos maneras principales: debido a la tectónica de placas, es decir, al continuo movimiento de las placas de la corteza terrestre de nuestro planeta sobre el manto fundido, o en los llamados puntos calientes, donde el material incandescente emerge puntualmente en una zona concreta de la Tierra.

Formación por Tectónica de Placas

Cuando se trata de las placas tectónicas, los volcanes suelen tener su origen en los bordes de estas y se pueden formar de dos maneras distintas:

• Bordes Convergentes: La primera de ellas tiene lugar en los bordes convergentes. Por ejemplo, cuando convergen o chocan una placa litosférica oceánica y una placa continental, al ser la primera más densa que la segunda se produce lo que los geólogos conocen como un proceso de subducción. En este proceso, tanto por la enorme fricción como por la pérdida de agua de la corteza que subduce, las rocas se funden y se genera magma, el cual asciende debido a la diferencia de temperatura y densidad dando lugar a erupciones volcánicas y, con ellas, a nuevos volcanes. Este es el caso de la cordillera de los Andes. Otro ejemplo se produce cuando colisionan dos placas oceánicas, formando un arco volcánico, un conjunto de volcanes que con el tiempo puede emerger del océano como islas.
• Bordes Divergentes: Los volcanes también se forman en los bordes divergentes, es decir, en aquellos lugares de la corteza terrestre en que dos placas se separan. Aquí la litosfera se resquebraja o se debilita, dejando aflorar el magma del interior de la Tierra, impulsado por las corrientes de convección. Se trata de magmas poco viscosos que, por lo general, dan lugar a erupciones de baja explosividad que forman los llamados volcanes de rift, como los encontrados en el Valle del Rift, al este de África.

Formación por Puntos Calientes

Por otra parte, los volcanes también se pueden formar lejos de los bordes de placas, en los llamados puntos calientes volcánicos. Estos puntos calientes resultan de la presencia de las conocidas como plumas del manto o plumas mantélicas, es decir, columnas estrechas de material incandescente y fundido procedente del manto que emergen hasta la superficie. Si una de estas plumas volcánicas aflora en el océano, formará un volcán submarino que al alcanzar la superficie se convertirá en una isla volcánica. Debido a que la corteza se desplaza sobre el manto terrestre, y por ende, sobre las plumas de este, este tipo de vulcanismo suele dar lugar a la formación de cadenas de islas volcánicas, como las islas Hawaianas o las Islas Canarias. Estas plumas también pueden formarse bajo la corteza continental, como sucede en el Parque Nacional de Yellowstone.

Tipos de Volcanes según su Morfología

Según su morfología, los vulcanólogos distinguen entre cuatro tipos diferentes de volcanes:

1. Conos de Escoria: Son los volcanes más sencillos que existen y están conformados por la acumulación de material volcánico en los márgenes de una chimenea volcánica. Se trata del volcán más común en el imaginario colectivo por su forma típica de cono rematada en la mayoría de ocasiones por un cráter. Suelen ser volcanes pequeños, por lo general asociados a otros más grandes, aunque su tamaño puede variar entre decenas y centenares de metros de diámetro y altura. Un volcán famoso de esta clase es el Paricutín, en México.
2. Estratovolcanes (Volcanes Compuestos): Algunas de las montañas más grandes del mundo son volcanes de este tipo, muy comunes en zonas de subducción. Por lo general, son volcanes de gran altura y pendientes acusadas conformadas por la periódica acumulación de material volcánico, ya se trate de lava, cenizas, bloques o piroclastos y bombas volcánicas. Se trata de un volcán de tipo cónico y está conformado por múltiples capas de lava endurecida (generalmente muy viscosa y de rápida solidificación) organizada en estratos. Entre algunos de los estratovolcanes más famosos del mundo se encuentran el Monte Fuji en Japón y el Monte Santa Helena en Estados Unidos. El estratovolcán más grande de la Tierra es el Nevado Ojos del Salado, en Chile.
3. Volcanes en Escudo: A diferencia de los conos de escoria y los estratovolcanes, y aunque también alcanzan grandes dimensiones, los volcanes en escudo se caracterizan por su escasa pendiente. Esto es debido a que se constituyen a partir de lavas fluidas que pueden recorrer grandes distancias en todas direcciones antes de solidificarse y que pueden surgir, bien de una chimenea principal, o bien a través de varias grietas secundarias del propio volcán. Como su nombre indica, se asemejan claramente al escudo de un guerrero. En la Tierra, algunos de los volcanes más grandes del mundo son volcanes de escudo, como los de las islas de Hawái (Kilauea, Mauna Loa, Pūhāhonu).
4. Domos de Lava: Son volcanes impredecibles que, propiamente hablando, son flujos de lava tan viscosa que es demasiado espesa como para fluir desde una chimenea o respiradero. Estos domos se forman en el exterior de los volcanes debido al empuje de la lava de capas inferiores y pueden tomar formas de espinas puntiagudas, pétalos de flores, lenguas asimétricas o incluso de magdalena. Los domos de lava, que pueden alcanzar cientos de metros de altura, a menudo crecen sobre los flancos de grandes volcanes e incluso en sus cráteres, en los cuales pueden llegar a formar un tapón, dando lugar en ocasiones a erupciones explosivas. Ejemplos incluyen el Monte Merapi en Indonesia o el Volcán Santa María en Guatemala.

El Proceso Eruptivo y sus Peligros

El proceso de salida del magma al exterior se denomina erupción volcánica. Durante una erupción pueden tener lugar procesos muy distintos, dependiendo de las características del magma y las del propio proceso de salida a la superficie. La expulsión de material desde el interior terrestre forma el conocido como cono volcánico. La actividad volcánica ha formado nuestro planeta a lo largo de la historia.

Tipos de Erupciones Volcánicas

Las erupciones se clasifican en función del grado de explosividad, lo que depende de la cantidad de gas presente en el magma: a mayor cantidad de gas, mayor explosividad. Los tipos de erupciones volcánicas dependen de la temperatura, composición y viscosidad de los elementos magmáticos. Se distinguen:

• Erupciones Magmáticas: Son las que se producen cuando el magma emerge a la superficie.
  • Erupciones Hawaianas: Se producen en volcanes donde la lava es muy fluida y desgasificada, con emisiones tranquilas y efusivas.
  • Erupciones Estrombolianas: La lava es muy fluida y desprende abundantes y violentos gases que pueden alcanzar cientos de metros de distancia durante la explosión.
  • Erupciones Vulcanianas: Conformadas por gran cantidad de gases y, debido a la lava poco fluida que es pulverizada por los gases, se genera una intensa presencia de cenizas.
  • Erupciones Plinianas: Causadas por los gases y resultan más violentas que las erupciones vulcanianas, generando columnas eruptivas muy altas.
  • Erupciones Peleanas: Caracterizadas por la formación de domos de lava muy viscosa en el cráter y flujos piroclásticos devastadores.
  • Erupciones Fisurales: Se originan debido a una extensa dislocación de la corteza terrestre, en la que la lava fluye a lo largo de la hendidura.
• Erupciones Freáticas: Se producen por la rápida conversión del agua subterránea en vapor, que interactúa con fuentes de calor magmático, generando explosiones de vapor y rocas antiguas.
• Erupciones Freatomagmáticas: Se producen por el enfriamiento rápido del magma que da origen a fragmentos piroclásticos que son emanados a través de una erupción, sin contar con presencia de lava.

Peligros Volcánicos

Durante una erupción, los volcanes pueden arrojar material fluido y caliente al exterior de forma no explosiva, denominándose entonces lava, la cual se desliza por la acción de la gravedad por las pendientes del edificio volcánico, pudiendo cubrir grandes extensiones. También puede arrojar de manera violenta fragmentos de lava al aire de muy diversos tamaños y diferente grado de consolidación con trayectorias de gran alcance, así como formar una gruesa columna de material ascendente (principalmente de gases y del material más fino) encima de la boca emisora. En general, se distinguen siete peligros volcánicos principales:

1. Coladas de Lava: Flujos de lava que se deslizan por las laderas del volcán.
2. Caída de Cenizas: Nubes de ceniza, pequeños pedazos de roca pulverizada, vidrio volcánico y gases generados en una erupción, que pueden cubrir extensas áreas.
3. Flujos Piroclásticos (Corrientes de Densidad): Flujos rápidos de gas y algunos elementos sólidos como rocas y cenizas que se alejan de un volcán, generalmente a ras de suelo, a altas velocidades (hasta 750 km/h) y a temperaturas de hasta 1.000 ºC, siendo una de las mayores amenazas.
4. Emanaciones de Gases: Liberación de gases volcánicos tóxicos.
5. Lahares: Flujos de lodo volcánico.
6. Deslizamientos de Ladera: Movimientos de masa en los flancos del volcán.
7. Tsunamis Volcánicos: Causados por colapsos o erupciones submarinas.

Es usual que asociado a una erupción volcánica se forme una columna eruptiva o nube volcánica, la cual es un fascinante espectáculo de gases y materiales que suben desde el cráter. A medida que la erupción avanza, la presión y el magma deciden el tipo de erupción. La altura de esta columna depende del grado explosivo de la erupción y, al dispersarse o colapsar, entraña un grave peligro. Comprender la columna eruptiva y los materiales expulsados ayuda a prevenir daños por erupciones.

Actividad Volcánica y Distribución Global

Los volcanes no siempre están en actividad. Se considera que un volcán está activo si ha entrado en erupción o mostrado signos de actividad (terremotos o emisión significativa de gas) en los últimos 10.000 años, o si puede expulsar materiales magmáticos de manera regular. Se considera a un volcán inactivo o dormido cuando en la profundidad terrestre el magma no alcanza la temperatura o presión suficiente para generar la explosión hacia la superficie.

Según los datos del Servicio Geológico de Estados Unidos (USGS), existen en la actualidad 1.350 volcanes activos en el mundo, de los cuales 500 han entrado en erupción en los últimos 12.000 años. La mayoría de los volcanes activos del mundo se encuentran concentrados en el conocido como Cinturón o Anillo de Fuego del Océano Pacífico.

Volcanes en España

En España existen más de un centenar de volcanes repartidos por todo su territorio. El último en entrar en erupción, en 2021, fue el ubicado en el Parque Natural de Cumbre Vieja, en la isla canaria de La Palma. Además del archipiélago Canario, para encontrar en España en la actualidad otro volcán activo hay que desplazarse hasta la comarca de la Garrotxa, en Gerona, la cual cuenta con hasta 40 conos volcánicos y es considerada la zona con el mejor paisaje volcánico de la península Ibérica. En las Islas Canarias, cabe destacar el volcán del Teide, el cual, además de ser el volcán más alto de España, es también su punto de máxima elevación. Medido desde su base en las profundidades del océano, el Teide es el tercer volcán más grande del mundo.

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