El hidrovulcanismo

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El hidrovulcanismo (freatovulcanismo) o hidromagmatismo (freatomagmatismo)

El hidrovolcanismo o hidromagmatismo es un tipo eruptivo de gran violencia y explosividad, asociado a la interacción entre un cuerpo de agua superficial o subterránea, en contacto directo con magma o lava. El agua superficial se puede encontrar en diversos ambientes (marino, lacustre, fluvial o incluso en el glaciar).

El hidrovolcanismo es el más genérico, pero también existe el freatovolcanismo o freatomagmatismo, que es la interacción del magma con el agua subterránea en contacto inmediato, formando como resultado columnas ricas en vapor de agua y morfologías en conos de anillos (rings cones) o maares y depósitos de wet surges (oleadas piroclásticas húmedas) o dry surges (oleadas piroclásticas secas).

Además existe el freático, que consiste en un contacto por trasmisión entre el magma (su energía) y el agua. Ésta se va calentando de manera gradual hasta alcanzar el punto de ebullición, y posteriormente estalla, como consecuencia de un foco de energía en la parte inferior que afecta a la parte superior, sin contacto directo. Esto normalmente produce depósitos de dry surges (Wohletz, 1993).

"Los maares son pequeños edificios volcánicos de muy bajo relieve o sin éste; normalmente mono-genéticos, caracterizados por un cráter ancho (de algunos cientos de metros a unos cuantos kilómetros de diámetro); generalmente es más ancho que profundo. Comúnmente, el piso del cráter se mantiene bajo el nivel general de la topografía que lo rodea. Se forman por explosiones de vapor que ocurren cuando el magma ascendente hace contacto con agua subterránea o superficial (Wohletz y Heiken, 1992). El término "maar” es usado de manera general; ya que incluye a los maares, anillos y conos de tobas” (Puente Solís, I. R. 2004: 43 p.).

La morfología resultante varía en función del grado de explosividad y energía de la erupción. Depende de la asociación agua-magma, lo cual determinará la intensidad del proceso eruptivo hidromagmático. Como se observa en la fig. 2, el contacto entre el agua subterránea o superficial (de poca profundidad), genera conos y anillos de tobas (tuff cones - tuff rings) y maares. En estos casos la energía mecánica es muy elevada.

"Los conos de tobas presentan bordes mucho más altos, de hasta 300 m. Son una especie de anillos de tobas cuya actividad volcánica fue de mayor duración, o la interacción magma-agua se realizó a mayor profundidad. Difiere de un anillo de tobas por tener cráteres relativamente pequeños y por su alta proporción altura/anchura, además de presentar sus capas con inclinaciones muy pronunciadas” (Puente Solís, I.R. 2004: 51 p. original en: Lorenz, 1987), al revés en el caso de los anillos de tobas. Los conos de tobas se forman por la evolución de brechas de explosión, seguida de una etapa de oleadas laminares (como en los anillos de tobas) y en vuelve una tercera etapa,caracterizada por el emplazamiento de piroclastos provenientes de oleadas basales de poca energía y caída de fragmentos balísticos (Puente Solís, I. R. 2004: 51 p. original en: Sheridan y Wohletz, 1981).

En un ambiente hidrológico de poca cantidad de agua, las formas resultantes son conos de cinder (cinder cones) mejor formados. Sin embargo, en ambientes de agua profunda, las que resultan son lavas almohadilladas (o Pillow lavas). Su energía mecánica no es tan elevada.

"Los materiales de las erupciones hidromagmáticas se componen de piroclastos, término que se emplea para cualquier fragmento de roca emitido en una erupción volcánica, de carácter explosivo, ya sea magmática o hidromagmática. Los piroclastos se clasifican atendiendo al rango de tamaños.

Según su origen los piroclastos se dividen en: cristales (o fragmento de cristales de la propia erupción), juveniles (fragmentos vítreos vacuolares que representan la composición del magma que está en erupción), comagmáticos-cognate (fragmentos juveniles no vacuolares) y líticos (fragmentos que no pertenecen al magma en erupción; xenocristales-cristales procedentes de fragmentos de roca, accesorios-fragmentos de rocas de erupciones previas y accidentales-fragmentos de roca arrastrados en superficie)” (De La Nuez, J. et al. 1993: 28 p.).

"Normalmente, los piroclastos basálticos de naturaleza hidromagmática son más angulosos y menos vacuolares que los puramente magmáticos, excepto cuando sufren una vesiculación magmática previa al contacto agua-magma. Los piroclastos hidromagmáticos de composición basáltica suelen ser emitidos como fragmentos vítreos de color marrón o gris (sideromelana), pero con rapidez se exponen a la meteorización (hidratación y oxidación), alterándose a vidrios de color amarillo o anaranjado, denominados genéricamente vidrios palagonitizados, típicos de erupciones hidromagmáticas” (De La Nuez, J.et al. 1993: 28-31 pp.).

El tipo de material originado es la hialoclastita, tefra hidroclástica o hialoclástica. Un material normalmente fino, como consecuencia de la gran explosividad de la erupción y de coloración amarillenta. Es una especie de piroclasto vítreo originado por el contacto del magma con el agua. Los productos que genera varían entre las lavas almohadilladas y la tefra hidroclástica, denominada así por (Fisher, R. V. y Schmincke, H. V. 1984) refiriéndose a los piroclastos de génesis hidro-ardiente. Las pillow lavas surgen en ambientes submarinos, de superficie en pendiente y cercano al cráter. Si no fuese este el caso habrían dos posibilidades, por un lado en superficies planas (coladas en losas o pahoe-hoe) y por otro en pendiente lejos del cráter (coladas brechificadas).

Según los mecanismos de transporte y deposición de los piroclastos, se distinguen tres tipos: los de proyección balística, dispersión por caída libre y las brechas de explosión. Estas últimas son las características de las erupciones freáticas, freatomagmáticas y vulcanianas. Se producen siempre en la primera fase eruptiva, construidas fundamentalmente por bloques que se han producido por un tapón en la boca eruptiva y su área de dispersión depende de la energía de la erupción. "Los piroclastos se van depositando a medida que transcurre la erupción como depósitos piroclásticos, que pueden ser de tres tipos, según su génesis: por caída de piroclastos (pyroclastic fall), colada piroclástica (pyroclastic flow) y las oleadas piroclásticas (pyroclastic surge).

La caída de piroclastos: se producen cuando el material, después de ser expulsado a la atmósfera mediante explosiones que forman una columna eruptiva, cae posteriormente por la acción de la gravedad y del viento. Estos materiales suelen presentar un espesor uniforme y decreciente según nos alejamos del centro eruptivo y mantener el desnivel topográfico preexistente. A veces muestran algunas estructuras deposicionales, como ligera estratificación planoparalela, debido a variaciones en las condiciones de la erupción, o como estratificación gradada, debido a una disminución, o aumento de la energía de la erupción, etc.

Las coladas piroclásticas: consisten en flujos superficiales, de baja concentración de sólido-gas, que viajan a alta temperatura, controlados por la gravedad y parcialmente fluidizados. Normalmente, están reguladas por la topografía, rellenando barrancos y depresiones. No suelen tener estratificación interna, siendo generalmente depósitos masivos, aunque se puede observar la alineación de algunos fragmentos piroclásticos por flujo. En las de mayor temperatura pueden aparecer "pipas" o conductos formados por desgasificación parcial del depósito” (De La Nuez, J. et al. 1993: 31 p.).

Además existen los depósitos y oleadas piroclásticas, de los que genéticamente se distinguen tres: las oleadas piroclásticas basales (base surges), las ground surges y las oleadas piroclásticas de nube de cenizas (ash cloud surges).

Las oleadas piroclásticas basales (base surges):

Las oleadas piroclásticas son corrientes turbulentas de baja concentración y densidad. La fase continua entre las partículas es gas. Los depósitos cubren la topografía, aunque tienden a acumularse en las depresiones. Estas son características de las erupciones hidromagmáticas. "[…] Se generan en erupciones hidromagmáticas como resultado del contacto del magma con acuíferos a diferente profundidad o con agua superficial. Las explosiones que dan lugar al desarrollo de oleadas piroclásticas basales (base surges) son supersónicas, estando precedidas las nubes anulares rasantes que se desplazan sobre el suelo o sobre la superficie del agua, por una onda de choque” (González Cárdenas, E. 1996.).

En sus estadios iniciales se originan las secas (dry surges) y las húmedas (wet surges):

Las húmedas son debidas al exceso de agua. Las rocas son signo de que el contacto agua-magma ha sido el óptimo pues se llega a evaporar toda el agua. Los depósitos de oleadas piroclásticas secas son láminas finas bien estratificadas (en estratificación planar). Generan estructuras de tipo sedimentario (como dunas, antidunas, canales en "U”, estructuras o laminación cruzadas-cross bedding- y estructuras o huellas de impacto-bomb sags-) y también los lapillis acrecionales. Los depósitos de oleadas piroclásticas húmedas constituyen capas potentes y masivas. Según va ascendiendo el edificio hidromagmático tendríamos depósitos húmedos, secos y depósitos normales. Ante esto, los distintos productos volcánicos y la estructura de un volcán van a determinar su evolución erosiva. Tan importantes son los productos volcánicos como la dinámica eruptiva responsable de la sucesión de materiales distintos.

"[…] Las oleadas piroclásticas son húmedas o secas en función de que la temperatura de deposición del flujo esté por debajo o por encima de la de condensación del vapor de agua que contiene. Las formas de fondo, así como la compactación del depósito dependerán de esta cualidad. Las oleadas húmedas (wet surges) presentan alta litificación y formas de fondo masivas. Las oleadas secas (dry surges) presentan baja o nula litificación y formas de fondo planares y sandwave u ondas de arena” (GonzálezCárdenas, E. 1996).

Ground surges:

Las ground surges se forman por colapso parcial del exterior de la columna eruptiva. Preceden al frente de una colada piroclástica. Están asociadas a procesos formadores de flujos piroclásticos, los cuales pueden tener varios orígenes. Unas se forman durante las explosiones, por colapso parcial de la columna eruptiva y que son proyectados desde el frente de avance de un flujo piroclástico; generalmente reconocibles en la base de las unidades. Usualmente presentan depósitos estratificados menores a 1 m. Los depósitos están pobremente clasificados, y también muestran madera carbonizada. Pequeñas chimeneas de segregación de gases son comunes (Puente Solís, I.R. 2004: 58 p. original de: Cas y Wright,1987).

Las oleadas piroclásticas de nube de cenizas (ash cloud surges):

Se forman por encima de la oleada después del paso de un flujo piroclástico, a medida que el gas y corrientes de ceniza fina son segregados del frente del flujo que está sujeto a procesos de fluidización; es un equivalente lateral de las unidades de flujos piroclásticos y, por lo tanto, su energía es la misma, pero se distinguen de los anteriores debido a que éstos generan energía cinética interna y tienen alta concentración de partículas. Su depósito se presenta como láminas delgadas de ceniza y son difíciles de preservarse en el registro geológico. La granulometría es principalmente de grano fino, escasas veces contienen lapilli (Puente Solís, I. R. 2004: 58 p. original de: Cas y Wright, 1987).

El término físico – industrial que define el fenómeno del hidrovolcanismo se denomina: Fuel – coolant interraccion (FCI). "Acción que se produce cuando el hierro en aleación con el aluminio incandescente se introduce rápidamente en el agua y explosiona generando energía (ejemplo de la energía nuclear)”. Wohletz, K. H. 1993: 103-105 pp.).


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