Vulcanología

Esquema estructural de un volcán tipo

Erupción del volcánStromboli

Una pequeña erupción delmonte Rinjani(Lombok,Indonesia), con un rayo volcánico

Lavulcanología(de la palabralatinaVulcānus, Vulcano,eldios romanodel fuego) es la rama de lageologíaque estudia elvulcanismoy todas sus manifestaciones, comovolcanes,géiseres,fumarolas,erupciones volcánicas,magmas,lavas,tefras,etc.. Losvulcanólogos—los geólogos especialistas en esta rama, relacionada con lageodinámicay lageomorfología— visitan frecuentemente los volcanes terrestres, en especial los que están activos, para observar las erupciones y recoger restos volcánicos como la tefra (cenizaopiedra pómez),rocasy muestras de lava.

Una vía de investigación mayoritaria es la predicción de las erupciones; actualmente no hay manera de realizar dichas predicciones, sin embargo lo que se realiza es el monitoreo de la actividad a través de diversas técnicas y herramientas con instrumentación tanto en el lugar como percepción remota. Algunos ejemplos son el monitoreo sísmico, análisis de infrasonido, emisión de plumas, deformación de la estructura, análisis de emisiones difusas y manifestaciones termales, entre otros, lo que permite poder activar protocolos de protección civil, los cuales van desde emitir alertas de actividad y restricción de acceso, hasta desalojar las áreas de posible afectación según los mapas de peligros.

A raíz de la exploración espacial se observó que existe vulcanismo de baja temperatura (criovulcanismo) en los cuerpos helados comoEncélado,por citar un ejemplo. Este tipo de vulcanismo presenta el mismo fenómeno físico que conocemos aquí en la Tierra, es decir que se tiene un material que se funde por una diferencia de temperatura y este es eyectado a la superficie, de tal forma que la vulcanología moderna, se refiere al fenómeno de vulcanismo como un proceso en donde es necesario contar con una fuente de calor y un material capaz de fundirse, de tal manera que se enfoca en el estudio del material eyectado, las estructuras que conforman, los procesos e interacciones asociadas a la formación y evolución del fundido en su ascenso, así como al origen de la fuente de calor.​

Etimología y uso

En 1858, el términovulcanology(vulcanología) apareció en la literatura inglesa. En 1886, la forma derivó envolcanology(volcanología). Estos términos fueron afrancesados (y luego castellanizados) envulcanologiey luego envolcanologie(atestiguados desde 1946​). Todos estos términos se forjaron a partir de la palabra volcán, que se deriva del latín enlatín:Vulcānus,lit.'Vulcano' eldios romanodel fuego y nombre de una de lasislas Eolias,la isla volcánica deVulcano.

En 1962, laAcademia de Ciencias de Franciarecomendó favorecer el uso del término «volcanologie» ( "volcanología" ) para designar el estudio del volcanismo.​ La 'Académie françaisesiguió y adaptó sus recomendaciones en 1967.​

Historia de la vulcanología

Esta sección es un extracto deHistoria de la vulcanología.[editar]

Lahistoria de la vulcanologíaestá, como la mayoría de historias de lasciencias naturales,marcada la voluntad del hombre de conocer y controlar las fuerzas de la naturaleza, en este caso de losvolcanes,para, al menos, evitar el daño que pudieran causar sus erupciones. Tiene, también al igual que la mayoría de las otras historias naturales, tres etapas principales: unaetapa supersticiosaen la que las creencias y losmitosreligiosos dominan en gran medida el conocimiento; luego una segunda, en que las tempranas contribucionescientíficasbuscan reconciliar observaciones y creencias; y, finalmente, la del plenoconocimiento científicodel fenómeno, que no comienza hasta el sigloXVIIIconWilliam Hamilton,más tarde que en otras ciencias naturales. Finalmente, en 1912, con la teoría de laderiva continentaldeAlfred Wegener,los mecanismos, que no solo causan erupciones sino tambiénterremotos,comienzan a entenderse.

Objetivo

El principal objetivo de esta ciencia es comprender el origen y el funcionamiento de los volcanes y los fenómenos asimilados para establecer un diagnóstico (para un período definido) sobre los riesgos y los peligros en que incurren las poblaciones y las actividades humanas. Los estudios e investigaciones se llevan a cabo inicialmente en el campo para recopilar información en forma de observaciones, mediciones y muestreos y, por segunda vez, en el laboratorio para analizar e interpretar los datos y muestras.

Los vulcanólogos, asistidos por los avances enmetrología,realizan un censo de los volcanes, de las erupciones y de sus productos y luego elaboran clasificaciones (por ejemplo, el tipo eruptivo: hawaiano, estromboliano, vulcano, peleano, pliniano y surcoreano). Hacen el enlace entregéiseres,fumarolas,solfataras,volcanes, etc. y explican sus funcionamientos. Las diferentes formaciones geológicas también serán explicadas por el vulcanismo y su implementación es objeto de mucha investigación:diques,cuellos,flujos delava,ignimbrita,puzolana,guyots,atolones,etc.

Formación de los volcanes

Diagrama de unmargen de placa destructivo,que causatemblores de tierray la formación de volcanes.

Como la mayoría de los fenómenos que ocurren en el interior de la tierra, los movimientos y la dinámica delmagmase conocen muy poco. De cualquier forma, es conocido que a una erupción le puede seguir el movimiento de magma hacia la capa sólida (lacortezade la tierra) bajo un volcán y creando unacámara magmática.Finalmente, el magma del depósito es expulsado hacia arriba y acaba fluyendo sobre la superficie de la tierra en forma delava,o bien el magma expulsado puede calentar el agua de los alrededores, transformando el agua en vapor, lo que aumentaría considerablemente la presión. En consecuencia, pueden producirse erupciones explosivas. Estas erupciones explosivas pueden expulsar gran cantidad de restos volcánicos, comoceniza volcánica(también llamada tephra) obombas volcánicas,las cuales pueden llegar a ser lo suficientemente grandes como para matar a personas y animales. Las erupciones pueden oscilar entre efusivas y extremadamente explosivas.

Instrumentos de medida y observaciones

Se han desarrollado o tomado prestados diversos instrumentos de medición de otras disciplinas para obtener datos confiables sobre el funcionamiento de los volcanes y, en particular, la predicción de las erupciones volcánicas.El evento que desencadena una erupción volcánica es la llegada de magma a la cámara magmática que causará su presurización.^{[cita requerida]}Esta presurización está acompañada por una hinchazón del volcán debido a la dilatación de las rocas y el empuje del magma en las paredes. Esta hinchazón del volcán generará microseísmos, un aumento en la inclinación de las laderas del volcán, un aumento en el diámetro delcrátero de lacaldera volcánicade la cumbre. La llegada de magma a la cámara magmática provocará la desgasificación del reservorio y podrá identificarse como una anomalía térmica con la ayuda de un termómetro infrarrojo opirómetro,así como una anomalía radiológica que puede identificarse con uncontador geiger. Lossismógrafospermiten a los vulcanólogos detectar los microseísmos causados por la presurización de la cámara magmática. Los sismógrafos también pueden detectar eltemblor:justo antes de una erupción volcánica, el aumento de magma en lachimenea volcánicagenera una vibración continua y débil del volcán. Ese temblor es, por lo tanto, una herramienta confiable para anunciar la inminencia de una erupción.

Elinclinómetroy elacelerómetromiden las variaciones en la pendiente del volcán hasta una precisión de uno por millón. Se colocan en diferentes lugares en las laderas del volcán durante una fase de reposo. La puesta en presión de la cámara magmática hace que el volcán se hinche a medida que aumenta la inclinación de sus pendientes. Como resultado de la erupción volcánica, la presión en la cámara magmática disminuye, lo que disminuye la inclinación de las laderas del volcán. Así, el vulcanólogo puede predecir el comienzo y el final de una erupción cuando los inclinómetros indican una variación anormal de la pendiente del volcán.

Elaltímetro^{[cita requerida]}desempeña un papel complementario al inclinómetro. También colocado en las laderas del volcán, indicará aumentos y disminuciones dealtitudsobre las hinchazones y deflaciones del volcán.

Elinterferómetropermite medir la distancia entre dos puntos gracias a unláser.El dispositivo de medición y el reflector, colocados a ambos lados de uncráter volcánicoo caldera, indican un aumento o una disminución en el tamaño del cráter o la caldera, lo que indica que el volcán se infla o desinfla dependiendo de la presión en la cámara magmática.

La toma de muestras permite determinar el tipo y el pasado eruptivo del volcán según la naturaleza, la proporción y la composición de lavas, tefras y gases. La reanudación de la emisión de gases de un volcán o las variaciones en sus composiciones pueden constituir un índice determinante de la inminencia y las características (tipo eruptiva, potencia, etc.) de una erupción. Los vulcanólogos también realizan lecturas de temperatura de gases y de lava fundida a través de unpirómetro.

Durante una erupción volcánica, los vulcanólogos localizados en el lugar pueden realizar varias mediciones, observaciones y muestreos: toma de muestras de lava líquida, de gas, de tefras, observación del curso de la erupción (altura del penacho volcánico, número y potencia de las explosiones, de las fuentes de lava, velocidad y temperatura de los flujos de lava, etc.

El vulcanólogo también realiza medicionestopográficasutilizandoteodolitosygeólogicas(muestreo de rocas) con el objetivo de dibujar un mapa y un historial de peligros volcánicos alrededor del volcán.

Latomografíademuonescósmicos es una técnica reciente que permite medir la densidad del interior de algunos volcanes.​

Análisis e interpretaciones

Los análisis se realizan generalmente en elobservatorio vulcanológicodel volcán estudiado cuando tiene uno.

Las mediciones realizadas con los instrumentos se descifran, en comparación con el pasado del volcán y entre los volcanes, etc., mientras que las muestras se someten a una serie de mediciones y análisis químicos, cristalográficos, físicos, geoquímicos, etc.

La síntesis de los resultados y su superposición permiten realizar diagramas, cartografías, etc., lo que lleva a establecer una historia del volcán y evaluar el riesgo de erupción durante un período más o menos largo.

Para predecir una erupción, los vulcanólogos se ayudan de las diferentes medidas realizadas. Si uno o más factores del volcán varían (composición de los gases, pendiente del volcán, sismicidad, etc.), tal vez sea la señal de que se está preparando una erupción.

Petrografía y mineralogía

Mosaico de algunas de las estructuras eruptivas formadas durante la actividad volcánica: una columna eruptiva pliniana, flujos pahoehoe hawaianos y un arco de lava de una erupción estromboliana.

Dos tipos principales derocas volcánicasconstituyen el 95% de laslavasytefrasemitidas por los volcanes: losbasaltosy lasandesitas.

Ambas rocas se forman principalmente de la sílice cristalina, de los feldespatos y depiroxenosmezclados en unvidrio volcánicoque no ha tenido tiempo decristalizarcompletamente debido al ascenso y al brusco enfriamiento del magma. Laobsidiana,por ejemplo, está formada únicamente por un vidrio volcánico. El basalto, salido del magmatismo de lospuntos calientesy de lasdorsales,resulta de la fusión parcial delmanto terrestrepor descompresión al nivel de las dorsales. El origen del magma a partir de puntos calientes todavía está sujeto a debate. Es una lava fluida porque es relativamente pobre en gas y sílice (alrededor del 45%). Laandesita,resultante del magmatismo desubducción,resulta de la fusión parcial del manto por hidratación a nivel de las fosas de subducción. Las andesitas son más pastosas porque son más ricas en gas y sílice (alrededor del 55%). Laviscosidadde un magma depende del contenido de sílice, ya que es este mineral el que determina el número de enlaces posibles con el oxígeno: cuanto más sílice contiene un magma, más viscoso y laerupción volcánicaserá de tendencia explosiva.​

Lacarbonatitaes una lava muy rara compuesta principalmente decarbonato de calcio(calcita), decarbonato de magnesio(dolomita), de carbonato de hierro y de magnesio (sidero-magnesita) o de carbonato de sodio. Muy fluida, no contiene más que una muy pequeña cantidad desílice(menos de 1%) de temperatura poco elevada (500 a550 °C), es negra cuando es emitida pero se blanquea en contacto con el aire una vez enfriada (algunos horas) porque sus minerales reaccionan con la humedad ambiental. Sólo elOl Doinyo Lengaïemite carbonatitas en la actualidad.​

Volcanes de la década

Localización de los v´olcanes de la Década

Los años 1990 fueron declarados el «Decenio Internacional para la Reducción de los Desastres Naturales» por las Naciones Unidas. El IAVCEI (porInternational Association of Volcanology and Chemistry of the Earth's Interior,lit. Asociación Internacional de Vulcanología y Química del Interior de la Tierra) decidió entonces hacer una lista de volcanes activos o recientemente activos y susceptibles que dependiendo de su pasado eruptivo y de su proximidad a las zonas pobladas, eran potencialmente capaces de ocasionar grandes desastres volcánicos. El propósito de esta lista compuesta por dieciséis volcanes («Decade volcanoes», en inglés) es promover el estudio y la concienciación pública sobre ellos para prevenir cualquier riesgo humano.

Los dieciséis volcanes son:

• la parejaAvachinsky-Koryaksky(Rusia)
• Colima(México)
• Etna(Italia)
• Galeras(Colombia)
• Mauna Loa(Estados Unidos)
• Merapi(Indonesia)
• Nyiragongo(República Democrática del Congo)
• Monte Rainier(Estados Unidos)
• Sakurajima(Japón)
• Santa María(Guatemala)
• Santorini(Grecia)
• Taal(Filipinas)
• Teide(España)
• Ulawun(Papua Nueva Guinea)
• Monte Unzen(Japón)
• Vesubio(Italia)

La mayor atención prestada a estos volcanes ha llevado a algunos éxitos:

• desviación de una colada de lava en elmonte Etnaen 1992, evitando así la destrucción de hogares;
• mejor comprensión de la historia delGaleras;
• mejor comprensión de la participación del agua en las erupciones delvolcán Taal;
• adaptación de la legislación en el caso de nuevas construcciones alrededor delmonte Rainier;
• reducción de la densificación de viviendas en la caldera del Taal;
• elaboración de un plan de evacuación para la aglomeración deNápoles.

Pero los científicos y las autoridades también han encontrado problemas significativos:

• la incapacidad de gestionar la erupción delmonte Unzencon la muerte de 43 personas, incluidos tres vulcanólogos en 1991;
• la muerte de seis vulcanólogos y tres turistas en el cráter del Galeras durante una erupción no prevista en 1993. Los vulcanólogos, que no habían previsto la excursión sobre el volcán, asistían a una conferencia de vulcanología en la ciudadSan Juan de Pasto;
• la imposibilidad de acercarse alvolcán Santa Maríadebido a laguerra civil en Guatemalahasta 1996, cuando se firmó un alto el fuego;
• el desbordamiento delgenocidio de RuandaenZairey la desestabilización del régimen deMobutu Sese Sekocon laprimeray lasegunda guerra del Congo,evitando acercarse alNyiragongodesde 1996;
• los limitados fondos concedidos a estos estudios.

Vulcanólogos notables

Déodat de Dolomieu

Spanish depiction of a volcanic eruption in Guatemala, 1775.

Véase también

• Geoquímica
• Geofísica
• Sismología
• Tectónica de placas

Bibliografía

• Anguita, F.(1999). «El vulcanismo en el sistema Solar».Enseñanza de las Ciencias de la Tierra,7(3): 222-226
• Brusi, D. (2001). «Los volcanes: un enfoque sistémico de un tema clásico».Alambique,27.
• Francis, P. (1993).Volcanoes: A planetary perspective.Oxford University Press,1995.
• Prol Ledesma, R. M. (1988).El calor de la tierra.Fondo de cultura económica,quinta reimpresión, p 6-26.
• Pujadas, A., Brusi, D. y Pedrinaci, E. (1999). «¡Los volcanes han cambiado! Nuevos enfoques de terminología volcánica».Enseñanza de las Ciencias de la Tierra,7(3): 200-209
• Raccichini, S. (2011). Vicente Araña Saavedra - José López Ruiz: «Vulcanismo, dinámica y petrología de sus productos».Revista Geográfica de América Central,1(5-6): 221-224.
• Shalygin, E. V., W. J. Markiewicz, A. T. Basilevsky, D. V. Titov, N. I. Ignatiev, and J. W. Head. (2015). «Active volcanism on Venus in the Ganiki Chasma rift zone».Geophys. Res. Lett.,42:4762–4769. doi: 10.1002/2015GL064088.
• Sigurdsson, H. (2000).Encyclopedia of volcanoes.San Diego: Academic Press.
• Spohn, T., Breuer, D. y Johnson, T. V. (2014).Encyclopedia of the Solar System,3.ª edición, EUA.
• Tarbuck, E.J. y Lutgens, F.K. (2005).Ciencias de la Tierra: Una introducción a la Geología física.8ª ed. 710 pp. Pearson Prentice Hall.
• Sieron, K. (s.f.).Vulcanismovol. 1,Universidad veracruzana.
• U.S.G.S (s.f.). [sobre la exploración del satélite Titán y el vulcanismo que presenta] recuperado dehttps://on.doi.gov/2lYLFqU

Enlaces externos

• Wikimedia Commonsalberga una categoría multimedia sobreVulcanología.
• Esta obra contiene una traducción derivada de «Volcanologie» de Wikipedia en francés, publicada porsus editoresbajo laLicencia de documentación libre de GNUy laLicencia Creative Commons Atribución-CompartirIgual 4.0 Internacional.
• (en francés)Gestion du risque volcanique en France
• (en francés)Site du BRGM
• (en francés)Site de l'Association Volcanologique Européenne
• (en inglés)Société volcanologique européenne

• Datos:Q102904
• Multimedia:Volcanology/Q102904