UNITAT 4 - Castellnou Edicions
UNITAT 4 - Castellnou Edicions
UNITAT 4 - Castellnou Edicions
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
són<br />
roques foses<br />
barrejades amb<br />
gasos<br />
que pot tenir diferents<br />
tipus d’activitat<br />
poden tenir diferent<br />
que en condiciona<br />
la dinàmica<br />
hawaiana estromboliana vulcaniana peleana<br />
Els magmes<br />
i originar<br />
poden solidifi car-se a<br />
composició l’exterior de la Terra<br />
l’interior de la Terra<br />
de<br />
i originar<br />
una erupció volcànica diferents estructures<br />
que expulsa<br />
com ara<br />
lava piroclasts gasos batòlits lacòlits lopòlits fi lons i dics<br />
formant un<br />
volcà<br />
ultrapeleana
1. Roques líquides<br />
La temperatura és un factor important en la geodinàmica interna.<br />
En parlar de l’estructura de la Terra, hem vist que diversos<br />
processos (calor residual de la seva formació, minerals<br />
radioactius i fregament de plaques) generen energia calorífi -<br />
ca que provoca importants augments de la temperatura en<br />
determinades zones de l’interior del planeta.<br />
El procés de fusió de les roques no és instantani. En un primer<br />
moment, coexisteixen minerals fosos amb d’altres de<br />
sòlids, que tenen un punt de fusió més elevat. Finalment, es<br />
forma una massa fosa que anomenem magma, que podem<br />
defi nir com una barreja de minerals en estat líquid, bàsicament<br />
silicats, amb una proporció elevada de gasos dissolts<br />
(vapor d’aigua, diòxid de carboni, fl uor, clor, etc.).<br />
Quan el magma es troba a pressions elevades (a l’interior de<br />
la Terra), els gasos es troben dissolts a la massa fosa. Només<br />
quan la pressió disminueix, com passa en el cas d’una erupció<br />
volcànica, els gasos se separen del magma. És el mateix<br />
que es produeix amb una ampolla de cava. Mentre està tancada,<br />
el gas està dissolt en el cava i no el veiem. En obrir-la,<br />
la pressió disminueix de cop i el gas s’escapa del líquid i<br />
forma bombolles.<br />
Els magmes es troben a temperatures que poden oscil·lar<br />
entre 700 i 1.500 °C. La presència dels compostos volàtils fa<br />
disminuir notablement la temperatura de fusió de la mescla.<br />
El quars, per exemple, que és un dels minerals més abundants<br />
en els magmes, es fon a 1.713 °C quan es troba en<br />
estat pur. Dins del magma es pot mantenir en estat líquid per<br />
sota de 1.000 °C.<br />
Quan un magma es refreda dóna lloc a roques ígnies, també<br />
anomenades magmàtiques, que poden ser de diversos<br />
tipus en funció del procés de solidifi cació que han seguit.<br />
Les erupcions volcàniques són les manifestacions més espectaculars del<br />
magmatisme.<br />
1.1 Viscositat dels magmes<br />
MAGMATISME<br />
La viscositat és una propietat important dels magmes, ja que<br />
està estretament relacionada amb el seu procés de solidifi cació<br />
i amb la dinàmica de les erupcions volcàniques. Hi ha<br />
quatre factors que infl ueixen en la viscositat d’un magma:<br />
Andesita (roca ígnia). Les roques ígnies tenen característiques molt diferents<br />
en funció de la composició del magma i de les condicions en què s’ha solidifi<br />
cat.<br />
Temperatura. Com més elevada, menys viscositat té el<br />
magma.<br />
Pressió. Comprimeix els minerals i fa el magma més dens<br />
i viscós.<br />
Gasos dissolts. Com més abundants, més fan augmentar<br />
la pressió interna del magma, i això fa que sigui menys<br />
dens.<br />
Composició química. Com més abundant és el diòxid<br />
de silici (SiO 2 ) o sílice, més viscós és el magma. Això és<br />
degut al fet que aquest compost forma minerals amb estructures<br />
moleculars molt complexes.<br />
1.2 Localització dels magmes a les<br />
capes de la Terra<br />
Tal com recordaràs de la unitat 3, a la Terra hi ha dues capes<br />
en les quals es poden localitzar roques en estat fos, és a dir,<br />
magma.<br />
A la part més interna, el nucli extern està format per materials<br />
me tàl·lics en estat líquid. Curiosament, el nucli intern, encara<br />
a una temperatura més elevada, és sòlid a causa de l’altíssima<br />
pressió que hi ha.<br />
A la part superior del mantell també hi ha una zona, situada<br />
entre 70 i 200 km de fondària (astenosfera), en la qual hi ha<br />
masses de roques que es troben a prop de les condicions de<br />
fusió.<br />
[ 77 ]
[ 78 ]<br />
<strong>UNITAT</strong> 4<br />
A les zones més profundes de l’escorça terrestre també es<br />
poden formar magmes.<br />
El baix contingut en sílice d’alguns magmes fa que siguin molt fl uids.<br />
1.3 Formació del magma<br />
Hi ha tres processos que poden donar lloc a la formació del<br />
magma, tal com es pot veure a la fi g. 1:<br />
pressió<br />
Augment de la temperatura. Una massa rocosa descendeix<br />
a nivells de temperatura més elevada. Aquest procés<br />
es produeix a les zones de subducció.<br />
R punt de fusió de cada roca<br />
1 ... Rn corba de fusió de les roques<br />
en absència d’aigua<br />
corba de fusió de les roques<br />
en presència d’aigua<br />
R z<br />
R3 R2 R1 roques roques + magma<br />
3<br />
temperatura<br />
Fig. 1. Un magma es pot fondre de dues maneres: augmentant la temperatura<br />
sense variar la pressió (1) o disminuint la pressió sense variar la temperatura<br />
(2). Si hi ha aigua a la roca, la línia que marca les condicions de fusió es<br />
desplaça a zones de temperatures més baixes (3).<br />
R<br />
2<br />
R x<br />
1<br />
R n<br />
R y<br />
Descens de la pressió. Quan una massa rocosa molt<br />
calenta es veu sotmesa a un descens de la pressió, per la<br />
formació d’una fractura o perquè ascendeix a zones més<br />
superfi cials, es produeix la fusió. Aquest procés es localitza<br />
a la part superior del mantell, en zones on els corrents de<br />
convecció del mantell són ascendents, com ara dorsals,<br />
rifts continentals i punts calents (hot spots), així com en els<br />
plans de falles profundes.<br />
Presència de fl uids. L’aigua s’interposa entre les estructures<br />
moleculars dels silicats fent disminuir el punt de fusió (efecte<br />
d’hidròlisi), tal com passa amb els materials que es troben<br />
impregnats d’aigua marina en les zones de subducció.<br />
1.4 Tipus de magmes<br />
En funció de la seva composició química, es diferencien quatre<br />
tipus de magmes, segons el contingut decreixent de sílice<br />
(SiO 2 ):<br />
– Magmes àcids. Amb més del 65 % de sílice.<br />
– Magmes intermedis. 65-50 % de sílice.<br />
– Magmes bàsics. 50-40 % de sílice.<br />
– Magmes ultrabàsics. Amb menys del 40 % de sílice.<br />
Atenent el seu origen, podem parlar de dos tipus de magmes:<br />
els primaris i els derivats. Els magmes primaris són<br />
aquells que conserven la composició de la roca que els ha<br />
originat. Aquests magmes es poden haver format de dues<br />
maneres:<br />
En el procés de formació de la Terra, i són, per tant, residus<br />
d’aquest moment.<br />
Per fusió posterior de materials.<br />
Hi ha dos grups principals de magmes primaris segons la<br />
zona de procedència:<br />
Granítics. Contenen una elevada proporció de diòxid de<br />
silici o sílice (SiO 2 ) i procedeixen de la fusió de roques<br />
de l’escorça continental.<br />
Basàltics. Contenen poca sílice i poden ser de tres tipus:<br />
– Toleítics. Són produïts a les dorsals oceàniques.<br />
– Alcalins. Contenen menys sílice que els anteriors i són<br />
més rics en sodi i potassi. Són característics del magmatisme<br />
intraplaca i dels punts calents.<br />
– Calcoalcalins. Presenten una proporció més alta de calci<br />
i magnesi, i es presenten en les zones de subducció.<br />
A la unitat 3 (fi g. 5) trobaràs un esquema dels diversos tipus<br />
de límits entre plaques i el magmatisme associat.
Experimentalment s’ha demostrat que els dos primers tipus<br />
de magmes basàltics es poden formar a partir de les peridotites<br />
(roques que formen el mantell). Si l’ascensió és ràpida<br />
i hi ha molta fusió, es formarà un magma toleític; en cas<br />
d’ascensió lenta i poca fusió, es formarà magma alcalí. Els<br />
magmes calcoalcalins provenen de la fusió de l’escorça oceànica<br />
que s’enfonsa en les zones de subducció.<br />
Els magmes primaris són més aviat rars, ja que amb molta<br />
freqüència es produeixen processos de mescla, diferenciació<br />
o assimilació en magmes primaris, que donen lloc a magmes<br />
derivats o secundaris.<br />
El procés de mescla consisteix en el fet que dos o més<br />
magmes primaris diferents es barregen i donen lloc a un<br />
magma secundari.<br />
La diferenciació es produeix quan un magma es refreda a<br />
poc a poc. Llavors alguns minerals comencen a solidifi car-se<br />
i la resta del magma canvia la seva composició original en<br />
segregar-se aquests minerals de la fase líquida (fi g. 3).<br />
Finalment, l’assimilació té lloc quan els magmes reaccionen<br />
amb les roques en què estan encaixats. Generalment,<br />
aquest procés altera la seva composició química original.<br />
a b<br />
tetraedres aïllats<br />
(olivina, granats)<br />
c<br />
Oxigen<br />
Silici<br />
dos tetraedres units<br />
per un vèrtex (epidota)<br />
tetraedres formant anells<br />
(turmalina, beril·le)<br />
tetraedres formant cadenes senzilles o dobles (piroxens, amfíbols)<br />
Fig. 2. a) Dibuix que representa un magma àcid en què abunden els cristalls.<br />
En el detall a nivell molecular, nombrosos tetraedres de sílice formen estructures<br />
moleculars complexes. A causa de tot això, la viscositat del magma és<br />
molt gran. b) Magma bàsic: gairebé sense cristalls i amb pocs tetraedres de<br />
sílice que no formen estructures moleculars complexes; pot fl uir amb facilitat.<br />
MAGMATISME<br />
Els magmes basàltics fl ueixen formant grans colades. El refredament gradual<br />
permet la formació de curioses estructures, anomenades calçades de gegants,<br />
com aquestes d’un parc nacional d’Irlanda del Nord.<br />
1.5 Estructures originades pels<br />
magmes<br />
A excepció de l’aigua, la resta de components del magma<br />
ocupen més volum quan estan fosos. Aquesta característica<br />
fa que siguin menys densos que les roques que els envolten<br />
i, per tant, que tinguin tendència a ascendir.<br />
Diversos factors afavoreixen o difi culten l’ascensió dels magmes:<br />
Com més gran sigui la fondària a la qual es troba, més alta<br />
serà la pressió i més li costarà pujar.<br />
La presència de fractures afavoreix l’ascensió, a vegades<br />
força ràpida, dels magmes.<br />
L’elevada viscositat d’alguns magmes fa que la seva ascensió<br />
sigui més lenta.<br />
diferenciació<br />
diferenciació<br />
minerals densos<br />
minerals poc densos<br />
assimilació assimilació<br />
roca encaixant<br />
cambra magmàtica<br />
barreja de<br />
magmes<br />
magma<br />
Fig. 3. A les cambres magmàtiques s’acostuma a produir la diferenciació del<br />
magma per la solidifi cació diferencial dels minerals. Durant l’ascensió, sovint<br />
els magmes reaccionen amb les roques encaixants i es produeix el procés<br />
d’assimilació.<br />
[ 79 ]
E<br />
[ 80 ]<br />
<strong>UNITAT</strong> 4<br />
En diverses zones dels Pirineus i de les serralades Litoral i Prelitoral afl oren<br />
batòlits granítics.<br />
Els fi lons es formen quan el magma se solidifi ca dins d’una esquerda.<br />
estratovolcà<br />
dic<br />
lacòlit<br />
sill<br />
caldera<br />
a) Vulcanisme actiu<br />
flux piroclàstic lava dom i colada<br />
de lava<br />
con d’escòries dics radials pitó<br />
a) Refredament i erosió<br />
Fig. 4. Diferents estructures originades per la solidifi cació del magma.<br />
En qualsevol cas, quan el magma troba zones més fredes, a<br />
la superfície o a l’interior, se solidifi ca i origina roques magmàtiques,<br />
també anomenades intrusives, perquè s’intercalen<br />
entre les roques preexistents. Segons les condicions<br />
en què té lloc aquest procés, es poden formar estructures<br />
i tipus de roques molt diferents.<br />
Si la zona té fractures que no arriben a la superfície, el magma<br />
hi penetra, se solidifi ca en el seu interior i origina diverses<br />
estructures (fi g. 4) en funció de la seva forma i extensió:<br />
Dics, sills o fi lons: quan se solidifi ca dins d’esquerdes.<br />
Lacòlits: si aprofi ta els plans d’estratifi cació de les roques<br />
existents, i se solidifi ca formant una estructura amb formes<br />
de cúpula a la part superior.<br />
Lopòlits: la solidifi cació també té lloc en els plans d’estratifi<br />
cació, però en aquest cas la massa de magma té<br />
grans dimensions i adopta forma de plat.<br />
Batòlits: són masses de magma més o menys globulars<br />
de grans dimensions. La part superior acostuma a tenir<br />
una forma semblant a una cúpula.<br />
En tots aquests casos la solidifi cació té lloc a l’interior de la<br />
Terra i es formen roques fi lonianes o roques plutòniques,<br />
depenent de les seves característiques.<br />
Una segona possibilitat és que el magma arribi a la superfície.<br />
En aquest cas, es produeix una erupció volcànica, que pot<br />
donar lloc a diversos tipus d’estructures formades per roques<br />
volcàniques, tal com s’explicarà posteriorment.<br />
dom<br />
plataforma de lava<br />
dics anulars<br />
i caldera<br />
batòlit<br />
magma<br />
lopòlit
2. Muntanyes de foc<br />
Les erupcions volcàniques són una manifestació de l’activitat<br />
interna de la Terra. Són la prova més espectacular que<br />
l’interior del planeta es troba a temperatures tan elevades<br />
que les roques corticals o del mantell es poden arribar a fondre.<br />
En aquest estat formen el magma que, pel fet de tenir<br />
menys densitat que la roca que l’envolta, tendeix a pujar.<br />
Si el magma troba una esquerda o una falla, el seva ascensió<br />
serà ràpida, i si la fractura arriba a la superfície terrestre,<br />
s’originarà un fenomen volcànic. Si no troba cap fi ssura, el<br />
magma anirà fonent el sostre de la cambra magmàtica<br />
i s’obrirà camí cap amunt a velocitats de l’ordre d’un metre<br />
l’any. Amb el pas del temps s’anirà solidifi cant i formarà,<br />
sota ter ra, un batòlit o altres formes semblants, com ja hem<br />
vist en parlar del magmatisme. En aquest cas, parlem d’un<br />
fenomen plutònic.<br />
Els fenòmens plutònics no ocasionen cap risc mediambiental,<br />
però sí que ho fan els volcànics.<br />
Les erupcions no són fenòmens rars. Cada any uns 50 volcans<br />
entren en erupció en algun lloc del món. Diem que un<br />
volcà està actiu quan emet lava, gasos o mostra activitat<br />
sísmica. Un volcà apagat o dorment és aquell que està inactiu<br />
des de fa temps, però que encara pot entrar en erupció,<br />
mentre que un volcà extingit és el que ja no pot produir una<br />
erupció mai més.<br />
cràter: obertura per on surten els productes volcànics.<br />
con volcànic: estructura formada per la deposició<br />
de capes de materials volcànics sòlids.<br />
con lateral o adventici: estructura secundària formada<br />
per materials volcànics sòlids.<br />
xemeneies laterals o adventícies: escletxes laterals<br />
per on pugen magma i gasos.<br />
xemeneia central: escletxa per on pugen el magma<br />
i els gasos dissolts.<br />
cambra magmàtica: espai on estan les roques<br />
foses i els gasos suportant una pressió i una temperatura<br />
elevades.<br />
Fig. 5. Estructura bàsica d’un edifi ci volcànic.<br />
MAGMATISME<br />
Els dominis del déu Vulcà<br />
Els volcans són probablement els fenòmens geològics que<br />
més s’han relacionat amb divinitats de tot tipus. La paraula<br />
volcà procedeix del llatí. Els romans creien que el déu Vulcà<br />
hi tenia una forja on fabricava eines per a altres divinitats.<br />
Aquest taller es trobava sota algunes muntanyes que expulsaven<br />
foc i fum, i per això les van anomenar volcans.<br />
Cada any, el dia 23 d’agost els romans celebraven una festivitat<br />
anomenada Vulcanàlia, en la qual es feien ofrenes al déu<br />
Vulcà. Altres cultures tenen divinitats semblants, com el déu<br />
Mafuie de Samoa o la deessa Pele de Hawaii.<br />
De la mateixa manera, els volcans també s’han relacionat sovint<br />
amb éssers malignes. Dante, en la Divina comèdia, ens<br />
presenta Llucifer en un tron situat en el centre d’un gran<br />
cràter volcànic.<br />
2.1 Anatomia d’un volcà<br />
Quan el magma arriba a la superfície terrestre, se solidifi ca<br />
i allibera els productes volàtils que portava dissolts. Les estructures<br />
i els productes volcànics que formarà dependran<br />
principalment de la seva viscositat. En general, tingues present<br />
que els magmes més viscosos donen lloc a erupcions<br />
més explosives. En qualsevol cas, l’estructura bàsica del<br />
que anomenem edifi cis volcànics respon a l’esquema següent:<br />
VOCABULARI<br />
Erupció volcànica. Emissió de lava, gasos i elements piroclàstics a través de la xemeneia d’un volcà.<br />
Magma. Massa de roques en estat de fusió que es troba a una elevada temperatura (entre 700 i 1.300 °C).<br />
[ 81 ]
[ 82 ]<br />
<strong>UNITAT</strong> 4<br />
2.2 Productes volcànics<br />
Lava. Els magmes són mescles de roques foses amb una<br />
important quantitat de gasos dissolts. Quan un magma<br />
arriba a la superfície ter restre, es troba sotmès, de sobte, a<br />
menys pressió. Aquest canvi volatilitza els gasos que conté<br />
i dóna lloc a la lava, una massa formada per roques en estat<br />
líquid juntament amb alguns minerals sòlids, però ja sense<br />
gasos en solució. La temperatura de la lava acabada de<br />
sortir del volcà oscil·la entre 900 °C i 1.200 °C depenent<br />
de la seva composició i del contingut en gasos que tenia.<br />
Els volcans poden expulsar tres tipus de productes: lava, gasos i piroclasts.<br />
La mobilitat de la lava també depèn de la seva composició.<br />
Les laves bàsiques, com les basàltiques, tendeixen a fl uir lliurement<br />
i a formar extenses colades. Donen lloc a volcans<br />
en escut, és a dir, amb poc pendent i amb una base molt<br />
ampla. En contraposició, les laves àcides, riques en sílice, són<br />
molt espesses, fl ueixen amb molta difi cultat i se solidifi quen<br />
a prop del con volcànic, fet que provoca volcans alts i de fort<br />
pendent.<br />
Gasos. El magma conté grans quantitats de gasos volcànics<br />
en solució. Aquests s’escapen tot just quan el magma<br />
arriba a la superfície, i formen grans columnes de gas<br />
que poden arribar al límit superior de la troposfera.<br />
El gas volcànic més abundant és el vapor d’aigua, que<br />
constitueix entre el 60 % i el 90 % del total gasós. El vapor<br />
d’aigua alliberat durant una erupció té dos orígens: una<br />
part ve incorporada en el magma i l’altra és aigua superfi -<br />
cial o subterrània que s’ha vaporitzat per l’ascensió de la<br />
massa de roques foses. L’aigua no magmàtica es pot trobar<br />
formant llacs en els cràters, aigües subterrànies o ser aigua<br />
marina, en el cas de les erupcions sota el mar. La resta de<br />
gasos són, per ordre d’abundància, CO 2 , H 2 S, SO 2 , SO 3 i<br />
HCl, entre d’altres.<br />
Piroclasts. Són fragments de lava llançats a l’aire per la<br />
inèrcia del magma que ascendeix i per les explosions provocades<br />
pels gasos, que arriben a solidifi car-se totalment o<br />
parcialment en ple vol. Poden ser materials nous o restes<br />
d’antics materials arrencats de les parets de la xemeneia o<br />
d’altres roques corticals preexistents. La quantitat de piroclasts<br />
expulsats per un volcà és més gran si el magma és<br />
viscós. Segons les seves dimensions, es classifi quen en:<br />
– Cendres. Són els piroclasts més fi ns i tenen diàmetres de<br />
menys de 2 mm. El seu pes escàs fa que puguin ser transportades<br />
pels vents fi ns a grans distàncies enfosquint el cel<br />
d’àmplies zones. Les partícules més diminutes, de menys<br />
de 0,6 mm de diàmetre, constitueixen la pols volcànica,<br />
que es pot mantenir a l’atmosfera durant anys i endinsarse<br />
a l’estratosfera impulsada per alguna forta explosió.<br />
L’abundància de cendres en un dipòsit volcànic és un indicador<br />
d’un episodi piroclàstic en fase fi nal.<br />
Quan es produeix l’erupció es genera un fort corrent<br />
d’aire calent que arrossega cendres i pols volcànica a<br />
molta altura. Aquesta massa d’aire ascendent, amb un<br />
elevat contingut de materials volcànics fi ns, s’anomena<br />
columna eruptiva. En algunes ocasions, dins de les<br />
columnes eruptives es generen llamps i llampecs.<br />
VOCABULARI<br />
Lava. Material fos que surt dels volcans en el moment de l’erupció i forma colades que s’escolen pels vessants del volcà.<br />
Piroclast. Material expel·lit a l’atmosfera durant una erupció volcànica.
– Lapil·li. Representa aquella fracció de materials incandescents<br />
expulsats que fan entre 2 i 50 mm de diàmetre<br />
i que s’acumulen en el con volcànic. A la Garrotxa<br />
reben el nom de gredes i van ser explotades fi ns al fi nal<br />
de la dècada dels vuitanta, quan la zona va ser declarada<br />
espai protegit.<br />
– Bombes volcàniques. Són les partícules més grans<br />
que agafen formes fusiformes a causa de la seva trajectòria.<br />
Per la seva dimensió més gran, el refredament és<br />
més lent i poden arribar al terra encara parcialment foses<br />
i solidifi car-se més tard. Llavors formen el que es<br />
coneix com a escòria volcànica. La presència de bombes<br />
en dipòsits volcànics indica un episodi piroclàsic<br />
bastant violent.<br />
Un fenomen no gaire freqüent, propi dels volcans amb la<br />
lava més viscosa, són els anomenats núvols roents o colades<br />
piroclàstiques. En aquests casos, les bombolles de gas<br />
s’acumulen a causa de l’elevada viscositat que els impedeix<br />
sortir. Quan la pressió dels gasos supera la viscositat, el gas<br />
surt de cop barrejat amb materials piroclàstics incandescents,<br />
que cauen pels vessants dels volcans i destrueixen tot allò<br />
que troben al seu pas. Aquests núvols es donen com a fenòmens<br />
individuals o bé en les darreres etapes d’una altra<br />
erupció més violenta. En els dipòsits, aquestes colades es<br />
detecten per l’abundància de cendres i restes de troncs cremats.<br />
núvol acompanyant<br />
colada piroclàstica<br />
col·lapse del dom<br />
Fig. 6. Formació d’un núvol roent o colada piroclàstica.<br />
Un cas especial són els lahars, grans esllavissades o colades<br />
de fang que es produeixen en els vessants d’un volcà. Són<br />
fruit de la barreja de materials piroclàstics amb grans quantitats<br />
d’aigua procedent de la pluja, de la fusió de neu o de<br />
llacs. En el seu desplaçament enterren i engloben la vegetació<br />
i constitueixen una greu amenaça per a la població.<br />
MAGMATISME<br />
Un núvol roent, de prop de 4 km d’al çària, es precipita pel vessant del mont<br />
Pelée, a la Martinica, el 16 de desembre de 1902. En poca estona va devastar<br />
Saint-Pierre, on va causar més de 29.000 víctimes.<br />
2.3 Estructures volcàniques<br />
L’edifi ci volcànic que es forma quan té lloc una erupció depèn<br />
en gran mesura de la viscositat del magma:<br />
Les laves més fl uides formen volcans en escut, que són<br />
edifi cis molt més amples que no pas alts formats per<br />
l’acumulació successiva de colades de lava.<br />
Si el magma té una viscositat mitjana, el volcà allibera lava<br />
i materials piroclàstics que s’acumulen formant un edifi ci<br />
integrat per capes alternades d’aquests dos tipus de productes.<br />
En aquest cas, parlem d’un volcà compost o estratovolcà.<br />
Quan la viscositat és elevada, no es formen colades de lava<br />
perquè aquesta no pot fl uir. El volcà només allibera piroclasts<br />
en les freqüents explosions que experimenta quan<br />
està en erupció. En aquest cas, l’edifi ci volcànic és un con<br />
d’escòries.<br />
Els volcans amb el magma més viscós formen doms volcànics,<br />
que són estructures abruptes situades sobre el<br />
cràter. El magma és tan viscós que se solidifi ca dins de la<br />
part superior de la xemeneia, de manera que l’estructura<br />
resultant s’eleva de manera progressiva sobre aquest conducte.<br />
Ocasionalment aquest tipus de volcans poden originar<br />
colades piroclàstiques.<br />
Un tipus d’estructura que alguns volcans poden tenir és la<br />
caldera. Es tracta d’una depressió de forma circular o<br />
el·líptica de 2 a 20 km de diàmetre, que es forma a la part<br />
superior de l’edifi ci volcànic o, a vegades, l’afecta en bona<br />
part del seu volum. És una estructura generada per l’esfondrament<br />
de la cambra magmàtica després d’una gran<br />
erupció. Quan la cambra magmàtica queda buida s’enfonsa<br />
i origina la caldera. També es poden formar com a conseqüència<br />
d’alguna explosió molt violenta.<br />
[ 83 ]
a<br />
[ 84 ]<br />
<strong>UNITAT</strong> 4<br />
b d<br />
c e<br />
Fig. 7. a) volcà en escut, b) estratovolcà, c) con d’escòries, d) dom i e) caldera.<br />
2.4 Fases de l’erupció d’un volcà<br />
La dinàmica d’una erupció depèn, com les estructures volcàniques,<br />
de la viscositat del magma.<br />
El magma és com l’aigua mineral amb gas o el cava dins<br />
d’una ampolla sense obrir. Conté molts gasos, però no els<br />
veiem perquè estan dissolts en les roques foses. En el moment<br />
en què el magma està a prop de la superfície, li passa<br />
el mateix que a l’ampolla d’aigua amb gas o el cava quan<br />
l’obrim: el gas deixa d’estar dissolt a causa de la sobtada<br />
baixada de pressió i forma multitud de bombolles que intenten<br />
sortir del líquid i expandir-se.<br />
Si el magma és fl uid, les bombolles de gas s’escapen sense<br />
problemes i l’erupció és tranquil·la. Si és viscós, els gasos<br />
tenen difi cultats per sortir, s’acumulen, provoquen explosions<br />
que a vegades són molt violentes i expulsen materials sòlids<br />
a molts quilòmetres de distància, o enderroquen part de<br />
l’edifi ci volcànic.<br />
En funció de totes aquestes característiques, es poden defi nir<br />
cinc tipus d’activitat volcànica, com veurem en l’apartat següent.<br />
Malgrat aquestes diferències en la dinàmica eruptiva,<br />
en termes generals, l’erupció d’un volcà es pot dividir en diverses<br />
fases:<br />
1 Fase inicial. Comença amb l’expulsió de gasos pel cràter<br />
que, de vegades, van acompanyats de petits tremolors de<br />
terra.<br />
Erupció volcànica en fase inicial.<br />
Erupció volcànica en fase paroxismal.
2 Fase paroxismal. Els gasos surten, cada cop en quantitats<br />
més grans i de forma més violenta com més viscós<br />
sigui el magma. En aquest cas, és ara quan comencen les<br />
explosions, amb l’expulsió de cendres i escòries, que es<br />
van acumulant al voltant del cràter i donen lloc al con volcànic.<br />
El sòl s’esquerda i, fi nalment, surt la lava, que llisca per les<br />
parets del con i forma colades de lava que seran més extenses<br />
com més fl uid sigui el magma.<br />
3 Fase terminal. Les explosions i emissions disminueixen<br />
i es van fent menys freqüents fi ns que el volcà entra en<br />
repòs. En aquesta fase es poden produir emissions gasoses<br />
en fumaroles o altres fenòmens de vulcanisme atenuat.<br />
Erupció volcànica en fase terminal.<br />
2.5 Tipus d’activitat volcànica<br />
Hi ha diversos tipus d’activitat volcànica, en funció de la viscositat<br />
del magma.<br />
Com més viscós és un magma, més lentament fl ueix i més<br />
difi cultats tenen els gasos per sortir, fet que provoca explosions<br />
freqüents i més abundància de materials piroclàstics.<br />
Com que la lava és més densa, avança més a poc a poc i se<br />
solidifi ca abans, i forma un con volcànic alt i amb un fort<br />
pendent.<br />
denominació IEV<br />
tipus d’activitat volcànica<br />
% de piroclasts o colades piroclàstiques<br />
respecte al total de materials emesos<br />
MAGMATISME<br />
Tenint en compte aquestes característiques, es poden diferenciar<br />
cinc tipus principals d’activitat volcànica. Tal com es<br />
pot veure a la taula inferior, s’utilitza un índex, anomenat<br />
d’explosivitat volcànica (IEV), que es calcula a partir de<br />
diversos paràmetres, com el volum de material emès o<br />
l’altura de la columna eruptiva. Aquest valor és de gran utilitat<br />
per a la previsió d’erupcions i dels riscos que generen<br />
els volcans.<br />
Antigament, els geòlegs classifi caven els volcans segons el<br />
tipus d’erupció, però ara se sap que hi ha diversos volcans<br />
que fan erupcions amb característiques intermèdies entre<br />
dues d’aquestes tipologies d’activitat, o bé que canvien les<br />
seves característiques al llarg d’una mateixa erupció. Per tot<br />
això, actualment és parla més aviat de tipus d’activitat volcànica<br />
que de tipus de volcans:<br />
Tipus hawaiana. La lava és molt fl uida, es diposita en<br />
capes i produeix colades força extenses. Això forma un con<br />
ample i baix. Els edifi cis volcànics d’aquest tipus s’anomenen<br />
volcans en escut. L’expulsió dels gasos és molt tranquil·la,<br />
i per això l’IEV és baix. Neixen en el fons oceànic o al costat<br />
d’un antic volcà submarí. El Mauna-Loa i el Kilauea, tots<br />
dos a Hawaii, són exemples de volcans amb aquest tipus<br />
d’activitat.<br />
El volcà Kilauea (Hawaii) expulsa grans colades de lava fl uida, característica<br />
principal de l’activitat hawaiana.<br />
predomini emissió edifi ci construït<br />
hawaiana 0-1 0-3 colades de lava volcà en escut<br />
estromboliana 1-2 40 colades i piroclasts volcà compost<br />
vulcaniana 2-4 60 piroclasts i colades<br />
volcà compost o con<br />
d’escòries<br />
peleana 4-8 99 colades piroclàstiques banyó volcànic<br />
ultrapeleana 5-8 99 colades piroclàstiques caldera<br />
[ 85 ]
[ 86 ]<br />
<strong>UNITAT</strong> 4<br />
L’Etna (Itàlia) és un estratovolcà format per colades de lava i piroclasts.<br />
Tipus estrombolià. La lava emesa és menys fl uida que<br />
en el cas anterior. Això comporta que les colades siguin<br />
menys extenses i els gasos es desprenguin en explosions<br />
moderades que poden ser rítmiques o quasi contínues.<br />
L’edifi ci volcànic té forma de con alt, amb la base ampla.<br />
Com el següent, és un estratovolcà, ja que l’edifi ci està<br />
format per capes de lava i piroclasts que s’han anat dipositant.<br />
L’Stromboli, a Itàlia, i l’Ekla, a Islàndia, són dos volcans<br />
amb aquest tipus d’activitat.<br />
Tipus vulcaniana. Les erupcions vulcanianes generen colades<br />
de lava espesses i lentes que s’allunyen molt poc del<br />
cràter, que s’endureix ràpidament. Sota aquesta escorça<br />
sòlida els gasos se n’acumulen i exploten amb més violència<br />
i a intervals més llargs. Hi ha, en canvi, una abundant<br />
expulsió de materials piroclàstics, principalment cendres<br />
que provoquen immenses columnes eruptives. Els edifi cis<br />
que formen són cons d’escòries, més aviat petits i alts. El<br />
Cerro Negro, a Nicaragua, és un volcà amb aquest tipus<br />
d’activitat. En l’anomenat vulcanisme plinià s’alternen les<br />
erupcions estrombolianes i vulcanianes.<br />
Tipus peleana. Les erupcions peleanes són extremament<br />
destructives. La lava que emeten aquests tipus de volcans<br />
és molt viscosa i no forma colades. Per sobre la xemeneia<br />
es forma un banyó que tapa la sortida del cràter a l’exterior.<br />
Sovint es formen núvols roents carregats de gasos i cendra<br />
volcànica, que baixen pels vessants del con i que poden<br />
arribar a velocitats de més de 100 km/h. El mont Pelée, a<br />
la Martinica, és l’exemple més conegut d’aquest tipus<br />
d’activitat volcànica.<br />
Tipus ultrapeleana. Les erupcions ultrapeleanes són<br />
també de magma extremament viscós, però que no forma<br />
colades de lava; en canvi, origina colades piro clàstiques<br />
molt grans i gairebé sempre grans calderes per esfondrament<br />
de la cambra magmàtica. Aquest tipus d’activitat volcànica<br />
és la més violenta i arriba a emetre una quantitat de<br />
materials que supera els 100 km 3 .<br />
El volcà de Dionisio Pulido<br />
La nit del 20 de febrer de 1943, la família de Dionisio Pulido, un camperol de l’estat de Michoacán (Mèxic), es va despertar sobresaltada<br />
per un sisme. Poc temps després, una estranya resplendor vermella procedent del seu camp de blat de moro els va cridar l’atenció. Un<br />
bombament del terreny amb una gran esquerda al mig començava a expulsar lava.<br />
Acabava de néixer el volcà Paricutín, que és conegut pel fet de ser el primer con volcànic que els científi cs van poder estudiar des del<br />
seu inici fi ns a la seva extinció, en un indret on abans no hi havia hagut mai cap fenomen d’aquest tipus. Malauradament, la seva<br />
erupció va destruir dos pobles que hi havia a la rodalia i 4.500 persones van perdre la casa, tot i que no hi va haver víctimes mortals.<br />
En l’esquema de sota pots veure el creixement del Paricutín, que va ser molt ràpid al principi i més lent després, durant els 9 anys<br />
i 12 dies que va estar actiu. En total va expulsar uns 3.600 milions de tones de lava i piroclasts.<br />
metres sobre el nivell del terreny original<br />
424<br />
393<br />
293<br />
242<br />
200<br />
130<br />
94<br />
0<br />
març del 1952<br />
volcà Paricutín<br />
febrer del 1946<br />
altitud final: 2.808,6 m<br />
febrer del 1944<br />
desembre del 1943<br />
juliol del 1943<br />
maig del 1943<br />
març del 1943<br />
27 de febrer del 1943<br />
23 de febrer del 1943<br />
poblat de Paricutín casa de Dionisio Pulido<br />
N<br />
vall de Cuiyusuru<br />
altitud inicial 2.384 m<br />
0 200 m<br />
2.800<br />
2.700<br />
2.600<br />
2.500<br />
2.400<br />
2.300<br />
metres sobre el nivell del mar
Un cas especial són les erupcions freatomàgnetiques,<br />
que es produeixen quan hi ha una entrada d’aigua a la cambra<br />
magmàtica. Aquesta aigua es vaporitza ràpidament<br />
i s’afegeix als compostos volàtils que ja porta el magma,<br />
de manera que fa augmentar notablement la violència de<br />
l’erupció. N’és un bon exemple l’erupció del Krakatoa de<br />
l’any 1883.<br />
Colada piroclàstica durant l’erupció del volcà Mayón (Filipines) en una fase<br />
d’activitat peleana.<br />
2.6 Altres fenòmens volcànics<br />
Les colades fi ssurals es generen en la part més superfi cial<br />
del mantell superior. Aquestes colades es produeixen quan<br />
un magma extremament fl uid puja cap a la superfície terrestre<br />
(fi g. 8a). Com a resposta a la pressió que produeix, s’obren<br />
centenars de fi ssures per les quals s’allibera la lava. Aquestes<br />
fi ssures poden arribar a fer 25 quilòmetres de longitud i 15<br />
metres d’amplada.<br />
antigues colades<br />
de lava<br />
fissures<br />
vapor d’aigua<br />
i piroclasts<br />
antics dics<br />
MAGMATISME<br />
Tanmateix, aquestes colades són un dels fenòmens volcànics<br />
que la tec tònica de plaques no ha pogut explicar totalment.<br />
Un dels motius és que mai no s’han vist en directe. Les colades<br />
fi ssurals de basalts continentals poden donar lloc a grans<br />
altiplans, com el del Deccan, a l’Índia, o el Karoo, al sud-est<br />
d’Àfrica, que són el resultat de llargs períodes d’erupcions<br />
i ocupen unes extensions superiors a 500.000 km 2 , amb<br />
gruixos de basalt de fi ns a 1.500 m.<br />
Un altre fenomen volcànic és l’alliberament d’onades piroclàstiques<br />
(fi g. 8b). Es produeix quan el magma silícic acumulat<br />
en una cambra magmàtica s’allibera i surt a l’exterior mitjançant<br />
una forta explosió que crea grans fractures. Els gasos<br />
en expansió arrosseguen a través de les fractures una mescla<br />
seca i turbulenta de pedra tosca i cendra que acaba arrasant<br />
tot el paisatge. Després, el sostre de la cambra magmàtica<br />
s’esfondra i dóna lloc a una caldera.<br />
2.7 Vulcanisme atenuat<br />
En zones volcàniques actives, o bé en aquelles on els volcans<br />
estan a prop de l’extinció o es troben inactius des de fa<br />
temps, es poden trobar emissions d’aigua calenta, de gas o<br />
de fang. Aquest conjunt de fenòmens s’anomena vulcanisme<br />
atenuat.<br />
Fonts termals. Moltes zones volcàniques, o amb gradient<br />
geo tèrmic elevat, posseeixen fonts de les quals brollen aigües<br />
a temperatures elevades. Les masses de magma situades<br />
en profunditat escalfen les aigües subterrànies<br />
i generen aquest tipus de fonts. Hi ha fonts termals molt<br />
famoses, com són les d’Islàndia, les de les illes del nord de<br />
Nova Zelanda o les del parc nacional de Yellowstone, però<br />
també n’hi ha a Catalunya, a Caldes de Malavella (Selva),<br />
Caldes de Montbui (Vallès Oriental) i Caldes d’Estrac (Maresme),<br />
entre d’altres.<br />
fractures<br />
còniques<br />
cambra magmàtica<br />
Fig. 8a. Emissió d’una colada de basalt a través d’una extensa fi ssura. Fig. 8b. Trencament del sostre d’una cambra magmàtica i alliberament de cendres fl uïdals.<br />
piroclasts<br />
cons<br />
d’escòries<br />
[ 87 ]
[ 88 ]<br />
<strong>UNITAT</strong> 4<br />
Fumaroles submarines. Són fonts termals submarines<br />
situades generalment a prop de dorsals oceàniques o punts<br />
calents. Aquestes aigües brollen a 350 °C i contenen compostos<br />
rics en sofre, que són la base de curiosos ecosistemes<br />
organitzats al voltant de bacteris quimiosintètics. Les<br />
primeres fumaroles submarines es van descobrir a prop de<br />
les Galápagos, però després s’han descrit en moltes altres<br />
zones.<br />
Guèisers. Són fonts periòdiques de vapor d’aigua i aigua<br />
calenta que poden arribar a diferents altures sobre el sòl.<br />
El vapor s’acumula a una pressió elevada dins d’un cambra,<br />
fi ns que surt pel petit forat de comunicació amb<br />
l’exterior, acompanyat per l’aigua. Es coneixen famosos<br />
guèisers a Islàndia i al Parc Nacional de Yellowstone (Estats<br />
Units).<br />
Volcans de fang. Són fonts per on brolla fang molt fl uid<br />
i calent. Són força freqüents en zones volcàniques.<br />
Fumaroles. Són petites obertures que emeten gasos, com<br />
ara vapor d’aigua i òxids de sofre. A vegades, en sortir a<br />
l’exterior, els gasos passen a fase sòlida i dipositen en superfície<br />
cristalls de sofre o altres substàncies. Són freqüents<br />
a la majoria de volcans inactius.<br />
Els guèisers i les fumaroles són dues manifestacions típiques del vulcanisme<br />
atenuat.<br />
2.8 Els volcans i la tectònica<br />
de plaques<br />
La situació dels volcans a la Terra no és aleatòria, sinó que<br />
està relacionada amb la tectònica de plaques. Els fenòmens<br />
de col·lisió, fricció i separació de plaques són els responsables<br />
de gran part de l’activitat volcànica. Per això la majoria<br />
de volcans es troben a prop de límits entre plaques.<br />
Els volcans, doncs, es concentren principalment en dos<br />
d’aquests tipus de límits: les zones de rift i les zones de<br />
subducció.<br />
En les zones de distensió entre plaques, els volcans omplen<br />
les fi ssures de les plaques divergents amb colades de lava<br />
i generen, d’aquesta manera, nova escorça oceànica en les<br />
dorsals oceàniques. Aquests volcans són coneguts com<br />
volcans de rift. Els exemples més coneguts es troben a Islàndia<br />
i al Rift-Valley de l’Àfrica oriental, com el Nyiaragongo<br />
(Congo), que va patir una forta erupció l’any 2002. En les<br />
zones de rift hi ha uns 250 volcans actius. És molt probable<br />
que en els últims 10.000 anys molts volcans desconeguts<br />
hagin entrat en erupció silenciosament en el fons marí, al<br />
llarg de les dorsals oceàniques.<br />
En les zones de convergència de plaques, es poden donar<br />
zones de subducció, on una placa oceànica s’enfonsa sota<br />
una placa continental que és més gruixuda. La placa que<br />
s’enfonsa es fon, i d’aquesta manera es forma una serralada<br />
costanera on abunden els volcans, com, per exemple, els<br />
Andes.<br />
També hi ha zones de subducció quan col·lideixen dues plaques<br />
oceàniques. En aquest cas es forma un arc d’illes volcàniques.<br />
Tots els volcans de l’anell de foc de l’oceà Pacífi c i del cinturó<br />
volcànic mediterranoindonesi pertanyen al conjunt de volcans<br />
de subducció. Hi ha al voltant de mil volcans de subducció al<br />
llarg de les vores convergents, i cada any uns quaranta poden<br />
entrar en alguna fase d’activitat eruptiva.<br />
El Kilimanjaro és un gran volcà de la zona del rift d’Àfrica. Amb 5.916 m, és<br />
la muntanya més alta d’aquest continent.
Els volcans del centre del Pacífi c també es relacionen amb la<br />
tectònica de plaques mitjançant la teoria dels punts calents.<br />
Segons aquesta teoria, hi ha zones de l’astenosfera en què<br />
les temperatures són més elevades. Això genera extenses<br />
acumulacions de magma, que puja seguint corrents convectius<br />
procedents possiblement de prop del nucli terrestre, que<br />
poden travessar la placa litosfèrica que hi ha al damunt per<br />
alguna fi ssura. Al llarg del temps geològic, cada cop que una<br />
placa s’ha mogut sobre un punt calent, han nascut nous volcans,<br />
mentre que els més antics i els que s’han apagat<br />
s’allunyaven en la direcció del moviment de la placa, transportats<br />
per aquesta.<br />
Les Hawaii són un bon exemple d’illes volcàniques formades<br />
a partir de punts calents.<br />
Només hi ha cinquanta volcans actius de zones de punt calent<br />
distribuïts pel món, però molts es caracteritzen per la<br />
freqüència de les seves activitats eruptives, amb una mitjana<br />
d’unes cinc erupcions anuals.<br />
Volcà Tolimán, als Andes.<br />
fossa serralada<br />
rift de la dorsal<br />
oceànica<br />
fossa<br />
subducció<br />
Capes de la Terra<br />
segons la composició<br />
1<br />
escorça continental<br />
escorça oceànica<br />
mantell litosfèric<br />
part del mantell superior<br />
discontinuïtat<br />
de Mohorovicic<br />
Capes de la Terra<br />
segons les propietats<br />
mecàniques<br />
corrents<br />
convectius<br />
litosfera (rígida i sòlida)<br />
astenosfera (capaç de fluir)<br />
3<br />
2<br />
corrent local<br />
ascendent<br />
subducció<br />
Moviment de les plaques de la litosfera<br />
Corrents convectius a l’astenosfera<br />
Forces de distensió entre plaques<br />
Forces de compressió entre plaques<br />
Magma i zones de fusió<br />
Sediments dins les fosses oceàniques<br />
4<br />
arc d’illes<br />
volcàniques<br />
3<br />
MAGMATISME<br />
corrents<br />
convectius<br />
rift continental<br />
Fig. 9. El vulcanisme més violent o explosiu el trobem a les zones de subducció sota els continents, com és el cas del Saint Helens, a les Rocalloses, o sota els oceans,<br />
en els arcs insulars, com a les Filipines o al Japó. Estan representats en la il·lustració amb els números 1 i 4, respectivament. El vulcanisme menys explosiu i fi ssural correspon<br />
als punts calents, representat amb el número 2, com és el cas de Hawaii; a les dorsals oceàniques representat amb el número 3, com és el cas d’Islàndia; o als<br />
rifts continentals, que són zones de distensió representades amb el número 5, com és el cas del Kilimanjaro o, fi ns i tot, de la zona d’Olot.<br />
[ 89 ]
[ 90 ]<br />
<strong>UNITAT</strong> 4<br />
Les muntanyes més grans del sistema solar<br />
L’erupció d’un volcà provoca la formació d’una muntanya. Tot i que l’Everest, la muntanya més alta de la Terra, no és un volcà, no és<br />
tampoc la més gran en volum i amplada. La muntanya més gran de la Ter ra és el volcà Mauna Kea, de Hawaii, que s’eleva des de<br />
6.000 m de fondària sota l’oceà Pacífi c fi ns a 4.205 m d’altitud. És un extens volcà en escut amb una base de 150 km d’amplada.<br />
Però el Mauna Kea no és, ni de bon tros, el volcà més gran del sistema solar. El Mont Olympus, de Mart, amb els seus 24.000 m d’alçària,<br />
és el volcà més gran i alhora la muntanya més alta del sistema solar.<br />
Volcà Mauna Kea (Hawaii).<br />
Figura 10<br />
altitud (m)<br />
altitud (m)<br />
la Terra<br />
10.000<br />
5.000<br />
0<br />
–5.000<br />
–10.000<br />
Mart<br />
25.000<br />
20.000<br />
15.000<br />
10.000<br />
5.000<br />
0<br />
Mont Olympus (Mart).<br />
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150<br />
km<br />
Everest (8.848 m)<br />
nivell de màxima profunditat de l’oceà (–8.000 m)<br />
volcà Mont Olympus (25.000 m)<br />
Mauna Kea (4.205 m)<br />
Montseny (1.714 m)<br />
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150<br />
60 km<br />
10.200 m<br />
km
1 Un embolic d’estructures<br />
El magma pot donar lloc a estructures molt diverses depenent<br />
de les condicions en què se solidifi ca. A continuació<br />
trobaràs un text explicant els diferents tipus d’estructures<br />
magmàtiques, però sembla que el traductor i el seu ordinador<br />
no s’han posat gaire d’acord i hi ha diverses incorreccions.<br />
Llegeix-lo atentament i troba-hi els errors. Després,<br />
indica on són i com s’haurien de redactar les frases<br />
perquè siguin correctes.<br />
Els magmes es poden solidifi car a l’interior de la Terra i originar<br />
roques plutòniques, a l’exterior, i formar roques volcàniques.<br />
Les roques plutòniques formen estructures concordants<br />
quan s’adapten a les roques encaixants i discordants quan<br />
són de composició diferent d’aquestes. Els batòlits són grans<br />
masses de magma solidifi cat a l’interior de la Terra. Els lopòlits<br />
i els lacòlits són estructures primes disposades obliquament als<br />
estrats. Els dics, en canvi, són capes planes que tallen les roques<br />
encaixants.<br />
Quan el magma surt a l’exterior, forma edifi cis volcànics que<br />
poden ser de diferents tipus en funció de la temperatura a la<br />
qual afl ora. Pri mer, el magma s’acumula en una cambra<br />
magmàtica per ascendir posteriorment per la xemeneia fi ns<br />
a sortir a l’exterior a través de la caldera. Quan el magma perd<br />
els gasos forma la lava que fl uirà fi ns a solidifi car-se formant<br />
colades.<br />
Els volcans compostos o estratovolcans estan formats exclusivament<br />
per capes successives de lava solidifi cada. Si la lava surt<br />
juntament amb fragments semisòlids, anomenats piroclasts, es<br />
forma un volcà en escut.<br />
A vegades la lava és molt viscosa i només s’expulsen piroclasts<br />
que formen un dom volcànic. Si la viscositat és tan gran<br />
que no surten ni piroclasts, l’estructura resultant serà un con<br />
d’escòries.<br />
2 Localització geogràfi ca de magmes<br />
L’esquema de la pàgina 89 ens mostra diversos fenòmens<br />
magmàtics localitzats en tres plaques litosfèriques. Fixa-t’hi<br />
i després respon les preguntes.<br />
a) Observa els punts on hi ha fenòmens magmàtics indicats<br />
i completa:<br />
: magmatisme de dorsal oceànica<br />
: magmatisme d’arc d’illes<br />
: magmatisme de subducció oceà-continent<br />
: magmatisme intraplaca<br />
MAGMATISME<br />
activitats<br />
b) Indica en quines d’aquestes zones el magma serà:<br />
– toleític<br />
– calcoalcalí<br />
– alcalí<br />
c) Quins d’aquests magmes són primaris? Què vol dir que<br />
siguin primaris?<br />
d) Quins d’aquests magmes són secundaris? Què vol dir<br />
que siguin secundaris?<br />
e) Explica quins processos poden donar lloc a la formació<br />
d’un magma secundari.<br />
3 Magmes i roques, roques i magmes<br />
La fi gura 11 representa l’interval de fusió d’una roca. Observa’l<br />
i contesta les preguntes següents.<br />
a) Què indica la línia anomenada solidus?<br />
b) Què indica la línia anomenada liquidus?<br />
c) Per què existeix aquesta franja, en què coexisteix part de<br />
la roca sòlida i part de magma?<br />
d) La temperatura a la qual es troba cadascuna d’aquestes<br />
línies serà la mateixa per a totes les roques? Per què?<br />
e) Imagina que aquests límits de temperatura per a una<br />
determinada roca són de 800 o C i 1.150 o C. Què passarà<br />
amb aquests límits si:<br />
– augmenta la pressió a la qual està la roca<br />
– disminueix el grau d’hidratació<br />
f ) La viscositat del magma és una de les característiques<br />
més importants perquè en condiciona la mobilitat i<br />
l’evolució. Explica com afecta a la viscositat del magma:<br />
– la seva composició mineralògica<br />
– la pressió a la qual està sotmès<br />
– la quantitat de gasos dissolts que conté<br />
– la temperatura a la qual es troba<br />
Figura 11<br />
—<br />
roca<br />
fusi parcial<br />
(anat xia)<br />
solidus<br />
fusi parcial<br />
roca<br />
+<br />
magma<br />
magma<br />
liquidus<br />
temperatura +<br />
[ 91 ]
[ 92 ]<br />
<strong>UNITAT</strong> 4<br />
4 Vulcanologia a la xarxa<br />
Viure en la societat de la informació és un veritable luxe.<br />
Amb un ordinador connectat a Internet podem, en qüestió<br />
de pocs minuts, disposar d’una quantitat d’informació<br />
i d’imatges que un vulcanòleg professional de fa uns quants<br />
anys reunia al cap de molt de temps.<br />
Ara t’oferim una petita relació de webs on pots trobar informació<br />
i imatges de volcans. Ja saps, però, que la xarxa és<br />
àmplia i complexa, i pots trobar més informació a partir dels<br />
nombrosos enllaços que t’ofereixen molts webs.<br />
Adjuntem alguns comentaris dels webs, i també et proposem<br />
fer uns mots encreuats amb els noms de volcans de<br />
diversos països, que podràs trobar en aquestes pàgines.<br />
http://www.xtec.cat/centres/a8019411/volcans<br />
És una pàgina web dissenyada per alumnes de l’IES de Bellvitge<br />
que va guanyar el primer concurs de webs de ciència.<br />
Conté informació sobre els aspectes més importants de la<br />
vulcanologia i connexions amb altres llocs web que hi estan<br />
relacionats.<br />
http://www.mediambient.gencat.net/cat/el_medi/<br />
parcs_de_catalunya/garrotxa/<br />
És la pàgina del Parc Natural de la Zona Volcànica de la Garrotxa,<br />
on hi ha els volcans més propers, encara que estiguin<br />
extingits. Hi pots trobar diverses informacions sobre el parc,<br />
els itineraris i els equipaments. També hi ha enllaços amb<br />
altres pàgines relacionades amb el vulcanisme. Recorda que<br />
a Catalunya també hi ha vulcanisme a la comarques de la<br />
Selva, l’Empordà i el Gironès.<br />
http://volcanoes.usgs.gov/<br />
És un web del Servei Geològic dels Estats Units dedicat al<br />
Programa de Prevenció de Riscos Volcànics. Conté molta informació<br />
sobre erupcions, plans d’emergència i volcans, i un<br />
ampli arxiu de fotografi es i imatges de vídeo. Edita un butlletí<br />
setmanal de l’activitat volcànica a escala mundial. Permet<br />
connectar amb diversos observatoris vulcanològics, alguns<br />
dels quals tenen càmeres web.<br />
http://volcanolive.com<br />
És un web del vulcanòleg australià John Seach. Conté un<br />
ampli arxiu de dades sobre volcans, ordenats per àrees geogràfi<br />
ques. De cada volcà hi ha una fi txa amb dades geogràfi -<br />
ques (altura, situació, etc.), una relació d’erupcions recents<br />
i diverses imatges.<br />
http://www.volcano.si.edu/gvp<br />
http://www.nmnh.si.edu/gvp<br />
Tots dos webs condueixen al mateix lloc. És el Programa de<br />
Vulcanisme Global, que depèn del Museu d’Història Natural<br />
de la Smithsonian Institution de Washington. Té un arxiu<br />
de dades de volcans del món i dades d’activitat volcànica a<br />
escala mundial, entre moltes altres coses. Són especialment<br />
interessants els nombrosos enllaços que ofereix.<br />
http://volcano.und.edu/<br />
És una pàgina d’una universitat americana (Dakota del Nord),<br />
on hi ha molta informació actualitzada sobre volcans: erupcions<br />
recents, estat del mont Saint Helens, llista de tots els<br />
volcans del món, etc. També té una adreça de consulta atesa<br />
per vulcànolegs i nombrosos enllaços a altres pàgines.<br />
Mots encreuats volcànics. Els noms estan posats en horitzontal<br />
( ), vertical ( ) o diagonal ( ), però les lletres<br />
sempre segueixen l’ordre normal d’escriptura: d’esquerra a<br />
dreta o de dalt a baix. Les fl etxes indiquen la casella on has<br />
de començar.<br />
1<br />
2<br />
5<br />
7<br />
8<br />
9<br />
10<br />
4<br />
3<br />
1. Volcà d’Uganda que comença per K.<br />
2. Volcà de Tanzània que comença també per K i que és la<br />
muntanya més alta d’Àfrica.<br />
3. Volcà d’Islàndia que comença també per K i que recorda<br />
el nom d’un famós escriptor txec.<br />
6
4. Volcà de la regió de Honshu (Japó) que comença per Z.<br />
5. Volcà del Congo que comença per N i que va fer una<br />
important erupció al principi del 2002.<br />
6. Volcà de Guatemala que comença per A i que té nom<br />
d’una substància molt abundant a la Terra i bàsica per a<br />
la vida.<br />
7. Volcà de l’estat de Washington (Estats Units) que té el<br />
mateix nom que una famosa i terrorífi ca família.<br />
8. Volcà d’Itàlia que comença per V i que no és ni el Vesuvi<br />
ni el Vulcano.<br />
9. Volcà de Costa Rica famós per la seva activitat continuada.<br />
El seu nom comença per la lletra A.<br />
Figura 12<br />
volcans actius els últims 10.000 anys<br />
180<br />
160<br />
140<br />
120<br />
100<br />
80<br />
60<br />
40<br />
20<br />
anys<br />
0 500 1.000<br />
Indicador del vulcanisme per països.<br />
(El diàmetre de cada cercle representa,<br />
en anys, el temps d’activitat total de tots<br />
els volcans del país indicat.)<br />
Etiòpia<br />
Filipines<br />
Equador<br />
Mèxic Islàndia<br />
Itàlia<br />
Papua Nova Guinea<br />
detall del<br />
requadre<br />
Xile<br />
25<br />
20<br />
15<br />
10<br />
5<br />
MAGMATISME<br />
10. Nom d’una família de volcans submarins de Nova Zelanda<br />
que comença per R. Són cinc germans que reben<br />
el mateix nom i per això es numeren de l’I al V.<br />
5 Rànquing de països volcànics<br />
Només 56 països reuneixen el 98% del volcans actius en<br />
temps històrics. Els eixos del gràfi c de sota reuneixen diverses<br />
dades relacionades amb la distribució de l’activitat volcànica<br />
per països.<br />
L’am plada dels cercles que representen cada país és proporcional<br />
al nombre d’anys en què hi ha hagut alguna erupció<br />
durant el segle XX.<br />
A partir de la fi gura 12 i dels dos mapes següents, contesta<br />
les preguntes i completa la taula de la pàgina 95.<br />
anys<br />
0 400<br />
0<br />
0 10 20 30 40 50 60 70 80<br />
volcans actius en temps històric<br />
Rússia<br />
França<br />
Congo<br />
Estats<br />
Units<br />
Guatemala<br />
el Salvador<br />
Grècia<br />
Austràlia (i Corea del Nord)<br />
Japó<br />
Nicaragua<br />
Indònesia<br />
Nova Zelanda<br />
Colòmbia<br />
Tanzània<br />
Vanuatu<br />
Costa Rica Itàlia<br />
5 10<br />
[ 93 ]
[ 94 ]<br />
<strong>UNITAT</strong> 4<br />
Costa Rica<br />
Xile<br />
Islàndia<br />
Itàlia<br />
Etiòpia<br />
Congo Tanzània<br />
Japó<br />
Indonèsia<br />
Nova Zelanda
) Els Estats Units tenen àrees volcàniques en dues zones<br />
ben diferents. D’una banda, hi ha nombrosos volcans<br />
al llarg de les muntanyes Rocalloses des d’Alaska fi ns a<br />
Califòrnia. De l’altra, hi ha de molts volcans en illes com<br />
ara Hawaii, en ple oceà Pacífi c. Tenint en compte el que<br />
coneixes dels volcans, quina d’aquestes zones té volcans<br />
amb laves més fl uides? Per què? Quina relació té això<br />
amb la seva perillositat?<br />
c) Hi ha molts països que no tenen cap tipus de vulcanisme.<br />
Posa’n cinc exemples. Què diries respecte a les<br />
plaques litosfèriques i la situació d’aquests països?<br />
6 Unes illes «itinerants»<br />
La fi gura 13 representa les illes Hawaii. Al costat de cada illa<br />
hi ha el seu nom i una xifra que n’indica l’edat en milions<br />
d’anys. Observa-ho i contesta:<br />
a) Veus alguna regularitat en l’edat de les illes? Quina?<br />
MAGMATISME<br />
a) Compara el mapa de països amb el de límits entre plaques i indica amb una creu l’origen del vulcanisme de cada país:<br />
Indonèsia<br />
Xile<br />
Japó<br />
Itàlia<br />
Etiòpia<br />
Islàndia<br />
Tanzània<br />
Nova Zelanda<br />
Costa Rica<br />
Congo<br />
Figura 13<br />
nombre de volcans actius<br />
en els últims 10.000 anys<br />
nombre de volcans actius<br />
en temps històrics<br />
b) Observa la situació d’aquestes illes en el mapa de plaques<br />
litosfèriques de l’activitat anterior. Quin tipus de<br />
vulcanisme hi ha a Hawaii? Per què?<br />
c) Descriu com deuen ser els volcans de Hawaii i les seves<br />
erupcions.<br />
d) Tenint en compte la situació de Hawaii en relació amb la<br />
placa Pacífi ca i la tectònica de plaques en general, com<br />
es pot explicar la regularitat que hi ha en l’edat de les<br />
diferents illes?<br />
7 Perfi ls de zones volcàniques<br />
indicador del vulcanisme<br />
(anys)<br />
La fi gura 14 representa els perfi ls topogràfi cs de diverses<br />
zones volcàniques de la Terra. L’escala vertical s’ha exagerat<br />
40 vegades per destacar més els accidents geogràfi cs.<br />
a) Quins d’aquests quatre perfi ls inclouen algun tipus de<br />
límit entre plaques? Quin tipus de contacte hi ha en<br />
cada cas?<br />
[ 95 ]
[ 96 ]<br />
<strong>UNITAT</strong> 4<br />
b) Els volcans del primer perfi l són submarins. Quins altres<br />
dels representats van néixer com a volcans submarins?<br />
Per què?<br />
c) En alguns d’aquests perfi ls s’observa la pre sència de<br />
fosses oceàniques. Sabries explicar en quins i per què?<br />
Quina relació tenen amb el vul canisme?<br />
d) Quin tipus de magma hi haurà en els volcans de cada<br />
perfi l?<br />
e) Quin tipus d’activitat volcànica hi haurà en cada cas?<br />
Figura 14<br />
serralada submarina de l’Atlàntic Nord<br />
O E<br />
8 El perfi l dels volcans<br />
0 500 1.000 km<br />
Hawaii<br />
N E<br />
0 30 60 km<br />
Xile Java<br />
O<br />
E N<br />
0 500 km<br />
0 500 km<br />
a) Copia en un full el perfi l dels tres volcans de la fi g. 15<br />
i posa els noms següents on correspongui (vigila, no<br />
tots els volcans tenen totes les parts!): cràter, con volcànic,<br />
dom, caldera.<br />
b) Quins són estratovolcans? Per què?<br />
c) Quins són volcans en escut? Per què?<br />
d) Malgrat que tots tres són volcans, per què tenen una<br />
estructura tan diferent? Quin és el principal factor que<br />
condiciona aquestes diferències?<br />
e) Descriu el tipus d’activitat que deuen presentar quan<br />
entren en erupció.<br />
f) Quin d’aquests volcans té més probabilitats de produir<br />
una colada piroclàstica? Per què?<br />
g) Quin d’aquests volcans deu tenir l’índex d’explosivitat<br />
volcànica més elevat? Per què?<br />
h) Quin d’aquests volcans produeix colades de lava més<br />
extenses? Per què?<br />
0<br />
4<br />
km 8<br />
0<br />
4<br />
km 8<br />
0<br />
4<br />
km 8<br />
S<br />
i) Generalment, els volcans no es troben aïllats, i moltes<br />
vegades n’hi ha diversos en una mateixa zona volcànica.<br />
Creus que seria lògic que aquests tres volcans es trobessin<br />
l’un al costat de l’altre? Per què?<br />
a<br />
c<br />
Fig. 15. a) Vesuvi (Itàlia), b) La Soufrière (Guadalupe) i c) Mau na Loa (Hawaii).<br />
9 La catastròfi ca erupció del Krakatau<br />
Llegeix el text següent i respon les preguntes que trobaràs a<br />
continuació:<br />
L’any 1883 es va produir una de les erupcions volcàniques més<br />
grans que es coneixen. El volcà Krakatau, situat a l’estret de Sonda<br />
(Indonèsia), estava format per tres cons situats un al costat de<br />
l’altre: Perboewatan, Rakata i Danan. Des del mes de maig<br />
l’activitat volcànica era constant i va assolir el seu màxim a fi nal<br />
d’agost. A la una del migdia del dia 26 es va produir la primera<br />
gran explosió. A les 5 de la tarda del mateix dia es produïa<br />
l’esfondrament de la caldera i un tsunami gegantí. Durant tota<br />
aquella nit, el Krakatau va expulsar lava mentre les explosions<br />
eren constants. Finalment, a les 10 del matí de l’endemà es va<br />
produir l’explosió més gran, audible des de l’Índia fi ns a Austràlia.<br />
Un nou tsunami gegantí, amb ones de 35 m, va devastar<br />
les costes d’àmplies zones. Dues terceres parts de l’illa van desaparèixer<br />
sota el mar, i la caldera submarina que es va formar<br />
tenia 8 km de diàmetre. En total el Krakatau va expulsar 3 · 10 13 kg<br />
de material i els núvols de cendres van arribar fi ns a 25.000 m<br />
d’altura.<br />
b
Rakata<br />
Perbuwatan<br />
Danan<br />
Rakata Kecil<br />
Sertung<br />
a b<br />
50 km<br />
Rakata<br />
Rakata Danan Perbuwatan Rakata<br />
c d<br />
Rakata Kecil<br />
Sertung<br />
nivell del mar<br />
sedimentació<br />
Fig. 16. a) Perfi l del Krakatau abans de l’erupció del 1883. b) Perfi l del Krakatau<br />
després de l’erupció del 1883. c) Blocs diagrama de l’arxipèlag del Krakatau<br />
abans i després de l’erupció del 1883.<br />
Fig. 17. Límits geogràfi cs dels efectes de l’erupció del 1883 del Krakatau.<br />
MAGMATISME<br />
a) A continuació hi ha una sèrie de frases sobre aquesta<br />
erupció. Digues quines són vertaderes i quines són falses,<br />
explicant, en aquest segon cas, el perquè.<br />
– El Krakatau és un volcà en escut.<br />
– El Krakatau va expulsar lava amb molt poc sílice en<br />
aquesta erupció.<br />
– Aquesta erupció és fruit de vulcanisme intraplaca.<br />
– Aquesta erupció es va produir en una zona de subducció.<br />
– L’activitat del Krakatau durant l’erupció del 1883 va<br />
ser de tipus peleà.<br />
– La lava del Krakatau és molt fl uida.<br />
b) Quines característiques d’aquesta erupció són excepcionals?<br />
c) Tenint en compte que l’illa on hi havia aquest volcà estava<br />
deshabitada i que l’erupció va causar 36.417 morts,<br />
quines creus que van ser les causes d’aquest nombre de<br />
víctimes tan elevat?<br />
[ 97 ]
[ 98 ]<br />
<strong>UNITAT</strong> 4<br />
10 Història d’un volcà<br />
En un hipotètic volcà, s’ha fet un sondatge vertical i se n’ha<br />
descrit la columna estratigràfi ca. Ara esbrinarem quin ha estat<br />
el seu passat.<br />
Per poder llegir i interpretar la informació que conté aquesta<br />
columna estratigràfi ca, abans hem de saber relacionar els<br />
materials que hi trobem amb l’ambient geològic corresponent.<br />
a) Relaciona:<br />
traquites<br />
cendres amb troncs<br />
cremats<br />
bretxa volcànica<br />
lapil·li i bombes<br />
cendres<br />
basalts<br />
bretxa volcànica A 1 colada piroclàstica<br />
cendra B 2 episodi piroclàstic violent<br />
basalt C 3 episodi piroclàstic tranquil<br />
traquita D 4 emissió de lava fl uida<br />
piroclasts i bombes E 5 emissió de lava espessa<br />
cendres amb troncs cremats F 6 episodi explosiu<br />
b) Divideix la sèrie volcànica en tres fases, segons els tipus<br />
dominants d’activitat. Digues quin tipus domina en<br />
cada fase.<br />
c) Com ha evolucionat el vulcanisme, des del punt de vista<br />
de l’IEV i de la seva perillositat?<br />
d) Suposant que les darreres capes de la sèrie són subactuals,<br />
què pots dir respecte al risc que hi ha ara mateix per a les<br />
poblacions pròximes?<br />
11 Pluja de preguntes<br />
a) Explica detalladament la composició del magma.<br />
b) Quins processos poden originar la formació d’un magma?<br />
c) Quines diferències hi ha entre les roques volcàniques<br />
i els altres tipus de roques magmàtiques?<br />
d) Fes un esquema que representi els diferents tipus de<br />
productes que pot emetre un volcà.<br />
e) Quins tipus d’edificis volcànics coneixes? Explica’n les<br />
característiques.<br />
f ) Explica la relació entre l’IEV i la viscositat del magma.<br />
g) Per què es parla de tipus d’activitat volcànica i no de<br />
tipus de volcans?<br />
h) Quines diferències hi ha entre un volcà actiu, un de dorment<br />
i un d’extingit?<br />
i ) Què és el vulcanisme atenuat? Posa’n tres exemples diferents.<br />
j ) En quins tipus de contactes entre plaques hi ha vulcanisme?<br />
Quin tipus d’activitat hi haurà en cada cas?