29.04.2013 Views

UNITAT 4 - Castellnou Edicions

UNITAT 4 - Castellnou Edicions

UNITAT 4 - Castellnou Edicions

SHOW MORE
SHOW LESS

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?

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!