El Vulcanismo y la Actividad Interna de la Tierra

El vulcanismo constituye quizá la manifestación más evidente de la actividad interna de la Tierra, y constituye una pieza fundamental para la elaboración de la Teoría de la Tectónica de Placas. Por otra parte, las dos terceras partes de la superficie planetaria están constituidas por rocas volcánicas (basaltos oceánicos), y guardan enormes reservas de materias primas aún inexploradas. Además, las emisiones gaseosas de los volcanes fueron el origen de la primitiva atmósfera, y el clima, en buena medida, sigue dependiendo de la actividad volcánica.

Magmatismo y Vulcanismo: Origen del Fenómeno Volcánico

El fenómeno volcánico tiene su origen en el magmatismo. Si en una zona de la corteza o del manto se dan las condiciones de presión y temperatura adecuadas, se generarán masas fundidas que se abrirán camino hacia la superficie. Parte de este material se emplazará y cristalizará en el interior de la propia corteza, pero parte conseguirá llegar a la superficie, iniciándose la actividad volcánica.

Estructura Volcánica y Clasificación de Erupciones

En función del carácter viscoso o fluido del magma, de la cantidad de gases disueltos y del porcentaje que haya solidificado antes de salir al exterior, las erupciones volcánicas se clasifican en cuatro tipos:

Tipo Hawaiano (Efusivas)

El magma posee pocos gases y sólidos, de modo que se expulsan lavas líquidas muy fluidas. Los volcanes presentan pendientes muy bajas. (Ejemplo: Kilauea)

Tipo Vesubiano o Vulcaniano (Explosivas)

El magma posee una gran cantidad de gases disueltos. Generan conos volcánicos con grandes pendientes. (Ejemplos: Etna, Vesubio)

Tipo Peleano (Extrusivas)

El magma es muy viscoso y solidifica antes de salir al exterior, taponando el conducto volcánico. Se generan nubes ardientes de polvo y gas que arrasan todo a su paso. (Ejemplos: Monte Pelée, Krakatoa)

Tipo Stromboliano (Mixtas)

Poseen un porcentaje intermedio de sólido, líquido y gas, y presentan características intermedias.

Productos Volcánicos: Lavas, Piroclastos y Gases

Productos Líquidos: Lavas

Se denomina lava al magma una vez desgasificado. En función de su contenido en sílice, serán más o menos viscosas.

• Lavas aa: Son viscosas, solidifican pronto y se cuartean, formando bloques que son arrastrados por las coladas.
• Lavas pahoehoe: Son fluidas y recorren largas distancias. La parte superior de la colada solidifica antes y es arrugada por el interior líquido. Pueden formarse túneles de lava.
• Lavas almohadilladas: Son típicas de erupciones submarinas, donde, debido a la presión hidrostática, el magma no se desgasifica con violencia y fluye con tranquilidad, generando bolas que se acumulan a los lados de las fisuras.

Productos Sólidos: Piroclastos

Son fragmentos solidificados durante la ascensión del magma que son arrojados en todas direcciones. Se clasifican según su tamaño:

• Si tienen tamaños grandes, se habla de bombas.
• Si tienen tamaño arena o gravilla, se denominan lapilli.
• Si tienen tamaños menores, se denominan cenizas.

A veces, se forman nubes ardientes de cenizas que fluyen ladera abajo, arrasando todo a su paso: son las ignimbritas. En el caso de climas fríos, el calor de la erupción hará fundir la nieve, y se producirán avalanchas de cenizas, agua y lodo: los lahares.

Gases Volcánicos

El porcentaje de gas en una erupción volcánica oscila entre un 1% y un 8%. Más de la mitad suele ser agua, y el resto está constituido por CO₂, N₂, NH₃, SO₂, CO y pequeñas cantidades de otros gases.

Las emisiones de gas son más evidentes en las manifestaciones póstumas del vulcanismo:

• Géiseres: Disoluciones de agua que salen a 100 °C o 200 °C.
• Fumarolas: Emisiones de gases de azufre o carbono en volcanes en los que ha habido actividad reciente.

Distribución Geográfica del Vulcanismo

La mayor parte de los volcanes activos se encuentran en los límites de placas: dorsales oceánicas, zonas de subducción y en cordilleras intracontinentales jóvenes. En España, las zonas volcánicas recientes están situadas en Canarias, Gerona, Ciudad Real, así como la zona de Cabo de Gata y la Región de Murcia con vulcanismo cuaternario.

El Origen de las Rocas Sedimentarias y el Proceso Sedimentario

El Proceso Sedimentario: Meteorización, Erosión, Transporte, Depósito y Diagénesis

Los agentes geológicos externos determinan los diferentes tipos de modelado del relieve que se caracterizan por una serie de morfologías erosivas, de transporte y sedimentarias. Todas las formas resultantes suelen ser bastante efímeras a escala geológica, pero la sedimentación puede conservarse por tiempo indefinido como rocas sedimentarias.

De este modo, con las rocas sedimentarias pueden reconstruirse procesos geológicos del pasado tales como la paleogeografía, paleoclimatología, paleobiología, etc. Así considerado, el registro sedimentario constituye la historia impresa de la Tierra.

Minerales de las Rocas Sedimentarias y Diferenciación Sedimentaria

A las cuencas de sedimentación llegan los aportes detríticos que aportan los ríos, el viento, etc. Pero también llegan iones en disolución y partículas coloidales que flocularán en contacto con los cationes del mar.

Según su origen, los minerales de las rocas sedimentarias se pueden clasificar del siguiente modo:

1. Minerales Heredados o Transportados: (Cuarzo, arcillas, óxidos de hierro y aluminio).
2. Minerales de Precipitación Química: (Carbonatos, sulfatos, nitratos, cloruros, fosfatos, etc.). Se diferencian en Ortoquímicos cuando no han sufrido transporte en la cuenca, y Aloquímicos, cuando tras cristalizar, han sufrido transporte dentro de la propia cuenca.
3. Minerales Diagenéticos: Formados durante la compactación y litificación del sedimento. (Dolomita, carbones, sulfuros, etc.).

Todos estos minerales se acumularán en un punto u otro de la cuenca según su densidad, tamaño y direcciones de las corrientes, formando después estratos de rocas diferentes. De manera que de la meteorización y erosión de una roca inicialmente homogénea situada en un continente, pueden obtenerse rocas de características muy distintas: es la diferenciación sedimentaria.

Diagénesis: La Transformación de Sedimento a Roca

Se entiende por diagénesis el conjunto de cambios que sufre el sedimento hasta que se transforma en roca sedimentaria.

Estos cambios están provocados fundamentalmente por el peso de los nuevos sedimentos que van comprimiendo los anteriores y por el cambio de condiciones químicas al irse enterrando en zonas cada vez más profundas. También influye el aumento de la temperatura debido al gradiente geotérmico.

Compactación

Se debe al peso de los sedimentos suprayacentes. Tiene como consecuencia una disminución del volumen del sedimento y una pérdida de porosidad. En el caso de un fango calcáreo puede suponer la pérdida de hasta el 60% del volumen original.

Deshidratación

Al disminuir el volumen de poros, el agua es expulsada hacia zonas de menor presión. Generalmente los fluidos migrarán hacia zonas más cercanas a la superficie. El sedimento se deseca.

Cementación

Consiste en la precipitación de sales minerales en los pocos poros que continúan existiendo. Actuarán dando cohesión y dureza al sedimento. Lo que antes era un montón de granos sueltos se transforma en un armazón de granos cementados.

Cambios REDOX

Como consecuencia del enterramiento, el sedimento va introduciéndose en zonas con poca o nula cantidad de oxígeno libre (condiciones reductoras) y se producirán cambios en el estado de oxidación de los átomos. El Fe³⁺ pasará a Fe²⁺, los sulfatos se transformarán en sulfuros, etc.

Recristalización

Con el aumento de presión y temperatura, los minerales de pequeño tamaño tienden a soldarse unos con otros y sus redes cristalinas acaban por solaparse formando nuevos minerales de mayor tamaño.

Sustitución y Metasomatismo

Consiste en el reemplazamiento ion a ion entre los minerales del sedimento y las disoluciones intersticiales:
2CaCO₃ + Mg²⁺ → CaMg(CO₃)₂ + Ca²⁺ (calcita + magnesio → dolomita + calcio).

Neoformación

Es la reacción entre minerales formados durante la meteorización para dar lugar a otros nuevos más estables con las nuevas condiciones de presión y temperatura.

Por todos o por alguno de estos mecanismos, un sedimento que originalmente era un conjunto poroso y húmedo de granos sueltos, con una composición en equilibrio con la superficie, se transformará en un armazón compacto de granos soldados, escasamente poroso y con una nueva composición en equilibrio con las condiciones reinantes en zonas más profundas de las cuencas sedimentarias.