Locos por la Geología

Instructivo TIG by Graciela L. Argüello on Scribd

Ya he presentado con anterioridad la clasificación de las erupciones volcánicas, y en ese momento les prometí que hablaríamos en detalle de los productos que componen las emisiones de los volcanes. Pues bien, ha llegado el momento de hacerlo.

Pero como hay bastante para hablar, será un post en dos partes.

¿Qué se entiende por productos volcánicos?

Lo primero que debemos aclarar es que hay diversos conceptos relacionados a la hora de estudiar las efusiones volcánicas, todos los cuales se complementan entre sí. Pero para una mejor comprensión deben distinguirse claramente.

Mientras que las erupciones son los procesos mismos, de los cuales resultan los volcanes como rasgos del paisaje, los productos volcánicos son elementos materiales que resultan expulsados desde el volcán durante las erupciones.

Los productos pues, al ser expulsados forman parte del fenómeno eruptivo, pero mientras que éste cesa, los productos permanecen en el territorio indefinidamente.

¿Qué tipos de productos emiten los volcanes?

Los volcanes expulsan a lo largo de sus erupciones, ingentes cantidades de materia en sus tres estados:

• sólido, representado por lo que se conoce como elementos piroclásticos,
• líquido, representado por las lavas, que al fluir sobre el terreno se denominan también coladas, o coladas de lava, y
• gaseoso, en cuyo caso es el material responsable, muchas veces, de la mayor mortandad, por su elevada toxicidad y su rápida diseminación.

¿Cuáles son los productos gaseosos?

Si bien el más abundante suele ser el vapor de agua, que podría ser inocuo por su composición, la elevada temperatura que alcanza le confiere capacidad de daño, tanto sobre el ambiente como sobre las poblaciones, sean humanas o no.

Pero los magmas contienen también cantidades variables de otros gases, los cuales, pese a su alta volatilidad, mientras están dentro de la propia cámara, se mantienen disueltos en la roca fundida, por la misma presión de confinamiento. No obstante. cuando durante la movilización ascendente del magma, éste va encontrando fisuras o espacios más porosos que permiten un reacomodamiento del material, y esto, junto con el menor peso sobreyacente alivia la presión; los gases empiezan a escapar por cualquier grieta disponible.

En general, la fracción gaseosa no suele superar valores comprendidos entre el 1 y el 6 por ciento del peso total, mayormente correspondiente al vapor de agua. Aun así, esa porción puede traducirse en miles de toneladas por erupción.

La composición estimada a partir de las escasas muestras que pueden obtenerse, por el riesgo que implican las altas temperaturas involucradas, es de alrededor de 70 % de vapor de agua; 15 % de dióxido de carbono, 5 % de nitrógeno, 5 % de dióxido de azufre y cantidades traza de elementos como cloro, hidrógeno y argón.

Precisamente son los compuestos de azufre los que confieren a las erupciones su olor característicos, que como dato de color, les cuento que tuvo consecuencias sobre los mitos populares. En efecto, el olor a azufre se terminó asociando al propio demonio, ya que los volcanes se consideraron en casi todas las culturas antiguas, como bocas de ingreso al infierno.

Por lo común son los gases los que constituyen las emisiones precursoras de la fase eruptiva principal, Esto se debe a que su gran movilidad les permite ascender por pequeños espacios, que agrandan con su propia presión, liberando el paso para los restantes materiales.

Los gases implican una fuente natural de contaminación del aire, incluyendo al dióxido de azufre, que combinado con la humedad atmosférica forma ácido sulfúrico, y genera con posterioridad las lluvias ácidas.

Ocasionalmente, los gases liberados ascienden tanto en la atmósfera, que pueden permanecer allí durante varios años, y la circulación en ella puede significar que las lluvias ácidas arriba mencionadas ocurran, a veces, a enormes distancias del punto efusivo original.

¿Cuáles son los productos líquidos de los volcanes?

Los productos líquidos de los volcanes son las mezclas magmáticas que superan el límite entre la superficie y el subsuelo, momento en el que dejan de llamarse magmas y comienzan a llamarse lavas.

Si bien se los asigna a un estado líquido, si se habla de manera más estricta, debe recordarse que son en realidad mezclas minerales fundidas, por lo cual tienen alta viscosidad, además de alta temperatura, y su aspecto es más el de una pasta acuosa que el de un líquido.

Les recomiendo ahora repasar este post que les permitirá enterarse de las causas por las cuales las lavas son más o menos viscosas, y fluyen de maneras diversas, conformando coladas (masas de lavas en movimiento, o ya solidificadas) que se pueden distinguir entre sí.

Agreguemos que las lavas no necesaria ni exclusivamente son liberadas desde el cráter, sino que aprovechan también todas las fisuras, generalmente ensanchadas de manera previa por los gases de las primeras emisiones.

Las coladas suelen verse rojas o blancas en el momento de su salida, debido principalmente a las altas temperaturas que ostentan, pero muy rápidamente se enfrían y solidifican, adquiriendo entonces el color de la roca que generan sobre la superficie.

Como las coladas se enfrían al contacto con el aire y la superficie terrestre, es corriente que la solidificación se produzca desde las zonas más externas del flujo de lava hacia su interior. Por esa razón, pueden generarse cavernas volcánicas tubulares, en el interior de las cuales los magmas pueden permanecer fundidos por mucho tiempo.

¿Qué tipos de coladas volcánicas existen?

Cuando clasificamos los magmas, en su momento, dijimos que el principal criterio para dividrlos tanto a ellos como a sus lavas y rocas resultantes, es la cantidad de sílice que contienen.

Las que menos proporción de sílice tienen, componen el grupo de las basálticas, que llegan a totalizar hasta el 90 % del volumen total, de las lavas inventariadas. Por el otro extremo, las de composición riolítica, es decir más empobrecidas en sílice, alcanzan apenas al 1% del total; mientras que el resto está constituido por andesitas y otras lavas de composición intermedia.

Ahora bien, además de su composición química, y de resultas de ella, las coladas se distinguen entre sí por la diversidad de las estructuras que presentan una vez solidificadas, resultando los siguientes tipos:

• Coladas cordadas: resultan de lavas basálticas, y por ende lo bastante fluidas como para desplazarse con cierta velocidad sobre el terreno, generando una corteza externa relativamente lisa. Como en ellas se da habitualmente el caso de los túneles y cavernas que arriba les expliqué, es también habitual que se arruguen superficialmente, debido al movimiento subsuperficial de la lava profunda que permanece fundida por algún tiempo más. Su aspecto final, una vez completamente frías, es semejante al de los gruesos hilos trenzados que componen las cuerdas, de las que toman el nombre. Son ejemplos típicos las coladas de los volcanes hawaianos- al menos en las proximidades del cráter, ya que al alejarse de él y enfriarse, pierden velocidad y pueden pasar a comportarse como coladas aa.
• Coladas aa: También son lavas basálticas, pero presentan superficialmente bloques ásperos e irregulares, con bordes afilados y rugosidades. Son coladas que avanzan a velocidades de 5 a 50 metros por hora, dejando escapar abundantes emanaciones gaseosas que dejan numerosos huecos al escapar de la lava que se va solidificando. Un ejemplo de estas lavas es la colada emitida por el volcán Paricutín de México, que enterró la ciudad de San Juan Parangaricutiro.
• Coladas de bloques: Cuando los magmas liberados tienen composición más ácida, la menor velocidad, menor temperatura, y alta viscosidad tienden a producir coladas de bloques, consistentes en su mayor parte en bloques separados, con superficies ligeramente curvadas y más lisas que las de los bloques de coladas aa.
• Coladas almohadilladas: Son propias de volcanes subacuáticos, como los que componen en gran medida, las dorsales oceánicas En ese caso, las lavas se enfrían externamente de modo muy rápido. No obstante, normalmente la lava puede seguir moviéndose hacia adelante, mientras va rompiendo la superficie endurecida inmediatamente antes. Este proceso se repite muchas veces, dando por resultado una colada de lava con estructuras alargadas montadas unas sobre otras, con un aspecto semejante a un amontonamiento de almohadas, cuyos bordes son posteriormente redondeados por la dinámica marina.

Hasta este punto llegaremos por hoy, y dejaremos para la segunda parte de este post las siguientes preguntas:

¿Qué productos sólidos emiten los volcanes?

¿Cómo se los clasifica?

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Un abrazo y hasta el miércoles. Graciela.

P.S.: La imagen que ilustra el post es de este sitio.

Brad Paisley es un cantante y compositor de Estados Unidos, cuya música tiene un estilo de country con toques de rock y pop. Sus letras tienen temas actuales y utiliza mucho el humor como recurso a la hora de contar y cantar sus historias.

Esta canción, cuyos autores son Brad Paisley y Robert Arthur, es el primer track del disco Part II, lanzado en 2001.

Para los interesados en conocer más sobre el country, les recomiendo el libro Chicken soup for the soul: Country Music.

Esta canción tendrá su traducción el próximo viernes en otro post, porque de verdad vale la pena.

Two Feet Of Topsoil

Yesterday, I thought that I was low as I could get
I had hit rock bottom ever since you up and left
But this morning when I saw you
With somebody else, well needless to say
That’s when I started sinking even lower
And as far as where I am at today

Well, there’s two feet of topsoil
A little bit of bedrock, limestone in between
A fossilized dinosaur, a little patch of crude oil
A thousand feet of granite underneath, then there’s me

Now I was kinda hopin’ I could dig my way back out
A couple dozen roses maybe get you back somehow
But the love in your eyes as you talked to him today was plain to see
So I ain’t gonna get involved, but
Should you change your mind
Well, you know right where I’ll be

There’s two feet of topsoil
A little bit of bedrock, limestone in between
A fossilized dinosaur, a little patch of crude oil
A thousand feet of granite underneath, then there’s me

Well, there’s two feet of topsoil
A little bit of bedrock, limestone in between
A fossilized dinosaur, a little patch of crude oil
A thousand feet of granite underneath

Yeah, there’s two feet of topsoil
A little bit of bedrock, limestone in between
A fossilized dinosaur, a little patch of crude oil
A thousand feet of granite underneath, then there’s me

Grandioso, ¿verdad?

Esta entrada participa en la LXIX edición del Carnaval de Química, alojada en el blog Destilando Ciencia de @adancoal .

Este post está diseñado para participar en el Carnaval de Química N° 69. Este evento se viene realizando desde 2010, y tiene por objeto incentivar el conocimiento, la curiosidad y el debate, sobre esa ciencia tan importante.

Puede que mis lectores se asombren por el «corrimiento» hacia una disciplina distinta de la Geología, que es mi área real de conocimiento. No obstante, ya saben todos también, que Química y Geología están estrechamente relacionadas.

De hecho, miles son los comentarios que me llegan de jóvenes – y no tan jóvenes 😀 – que desean estudiar Geología pero se acobardan ante el plan de estudios, que incluye esas materias que tanto temen, a saber: Matemáticas, Física y… sí, adivinaron, Química.

Mi respuesta siempre ronda un concepto central. A esas ciencias supuestamente «duras» tienen que ablandarlas a través del abordaje correcto, del mismo modo que se acercarían al muchacho o la chica que les gusta, y que parece tan inalcanzable, es decir: con tacto y astucia.

Entonces:

¿Cómo conviene abordar la Química?

Tanto la Química, como la Física, Matemática, o cualquier otra disciplina aparentemente alejada del quehacer cotidiano, y de difícil comprensión debe encararse sin miedo, ni prejuicios. Para perder el miedo, nada mejor que «bajarla a tierra», enfrentándola como parte integrante de los fenómenos y procesos que observamos a diario, la mayor parte de las veces, sin darnos siquiera cuenta.

Es decir preguntarse, en este caso particular: ¿dónde puedo ver procesos químicos en acción, para comprender mejor cómo cursan?

Y a eso apuntan las siguientes preguntas, con sus correspondientes respuestas.

¿Qué ejemplos pueden mencionarse, relacionados con la Geología?

Miles, sin lugar a dudas, porque los procesos geológicos ocurren a través de sucesivos cambios físicos y químicos, ya que los biológicos que también intervienen, son de uno u otro  de esos dos tipos: o físicos, o químicos, o eventualmente físicoquímicos.

Pero en este primer post, comenzará mencionando sólo algunos, que considero los más evidentes, tales como:

• Paisajes elaborados por procesos dominantemente -aunque nunca exclusivamente- químicos.
• Cambios en las manifestaciones volcánicas.

¿Qué tiene que ver la meteorización química con los paisajes que admiramos?

Encontrarnos frente a paisajes monumentales que nos quitan el aliento, como pueden ser el Valle de la Luna en nuestro país, o el Gran Cañón de Estados Unidos, entre miles de otros, nos pone insensiblemente frente a los procesos químicos en acción.

Suelen atribuirse esos paisajes impactantes a la mera actividad del viento, pero eso es una simplificación extrema, ya que por un lado, también el agua actúa hasta en el mismo desierto, cosa que analizaremos en algún otro momento; y por el otro es la meteorización tanto física como química quien prepara la acción erosiva subsecuente. Sin una disgregación previa, o algún cambio químico, no hay agente erosivo alguno capaz de modelar y transportar macizos rocosos de cientos de toneladas.

Para entenderlo mejor, les recomiendo leer algo sobre la estabilidad mineral, y la meteorización química, siguiendo los correspondientes enlaces que les acabo de incluir.

Y la próxima vez que se paren ante una escultura natural que los deje con la boca abierta, recuerden el papel que la química ha jugado en su generación.

¿Qué tiene que ver la química con las catástrofes volcánicas?

Existen, como ya les expliqué en otro post, diferentes tipos de magmas y por ende de lavas, las cuales se distinguen precisamente en su composición química; y los fenómenos volcánicos resultantes son por ende también muy diversos.

Los volcanes hawaianaos que están casi permanentemente en actividad son relativamente poco dañinos, porque su composición básica los lleva a generarse a mayores temperaturas, y eso los hace también menos viscosos. Una cosa lleva a la otra, y lo siguiente es que al fluir de modo relativamente rápido, son muy raros los taponamientos de cráteres, y las consecuentes explosiones, tan comunes en cambio, en magmas ácidos.

En efecto, estos últimos magmas, resultantes de rocas que se han fundido a menor temperatura, son bastante más viscosos, taponan las salidas de lava al exterior, acumulando presiones que normalmente se liberan de manera violenta, con los consecuentes daños. ¿Importa entonces o no comprender el quimismo volcánico?

Una vez más la Química nos permite comprender hechos que nos afectan de manera directa.

¿Hay más ejemplos de relación entre la Geología y la Química?

Sin duda, como dije antes, toda la Geología puede explicarse si se tienen sólidos conocimientos que permitan fundamentar procesos relacionados al quimismo y la física de los materiales.

Voy a enumerar sólo algunos:

• Una gran parte de las propiedades de los minerales (color, densidad, conductividad, etc.) se explican por los elementos químicos que los componen; mientras que otras dependen de las características de las uniones entre átomos y moléculas como sucede con la dureza, tenacidad, etc.
• Las características de las rocas y su amplia variabilidad se relacionan con las proporciones de sus componentes químicos, que a su vez definen los minerales presentes en ellas.
• La calidad ambiental, la evolución de los suelos, las condiciones de las aguas tanto superficiales como subterráneas, etc., se definen en parte por condiciones químicas, y en parte por propiedades físicas.
• Y un largo etcétera que reservo para otros carnavales y /o futuros posts.

¿Qué conclusión cabe respecto al estudio de la Química?

Aunque no lo crean, la Química no es una herramienta de tortura inventada por una colección de sádicos profesores que sólo desean que sus alumnos se sientan inferiores y obtusos. Muy por el contrario, es una ciencia que nos permite compender hechos cotidianos, curiosos, imponentes y hasta algunos divertidos, que seguramente les contaré en otro carnaval…

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Un abrazo y hasta el miércoles. Graciela.

Si algo me caracteriza es que tengo ojos grandes y verdes, lo que me ha valido muchos chistes y cargadas, pero también algunos piropos como éste que me dijo un colega, al que no conocía, en un evento social de un congreso.

-Disculpame, ¿pero puedo decirte Gneis, ya que no sé tu nombre?

– ¿Y por qué gneis?

-Porque lo primero que noté fueron tus ojos.

Ingenioso el muchacho, ¿no les parece? Por supuesto resultó ser un tipo divertido, con el que compartí bastante tiempo en ese congreso, siempre con humor y buena onda. Un recuerdo para él.

Aclaro que la foto no tiene nada que ver con ese congreso, sino que es de una de mis presentaciones en teatro, donde bailé una milonga, y es mucho más reciente.