Dinàmica de la Geosfera: Processos Geològics i Riscos Volcànics

Dinàmica de la geosfera

La geosfera és un sistema terrestre d’estructura rocallosa que serveix de suport o base de la resta dels sistemes terrestres situats sobre la seva part més superficial: la litosfera, de la dinàmica natural de la qual resulten els processos geològics, així com també els riscos associats a ells.

La litosfera funciona com un model de caixa blanca que opera amb dos tipus d’energia, ja que, a més de rebre l’energia del Sol, genera energia interna i la transmet al medi que l’envolta.

No hem de confondre els processos geològics, que tenen lloc de manera gradual i no perillosa, amb les fases *paroxístiques* dels mateixos, en les quals la velocitat del procés és molt superior a l’habitual, s’allibera una gran quantitat d’energia, implica una gran quantitat de matèria o abraça una extensió espacial desmesurada. Així, els processos geològics fluvials transcorren gradualment, però quan sobrevé una avinguda, s’incrementa l’energia cinètica dels rius, la massa transportada, el seu poder erosiu i l’extensió espacial de la superfície ocupada per les aigües.

A. Els processos geològics externs

En el sistema de denudació sobre el qual, a compte de l’energia solar transformada en energia potencial, actuen els diferents *agents geològics externs* realitzant accions (*meteorització*, *erosió* i *transport*), el resultat final del qual és el modelat del relleu.

La *meteorització* és l’alteració física o química de les roques *in situ*, deguda a l’acció dels agents atmosfèrics. Es tracta, per tant, d’un procés *estàtic*.

L’*erosió* és un procés dinàmic pel qual els materials resultants de la meteorització són desplaçats fins a zones més deprimides de la superfície terrestre. En reduir-se l’energia de l’agent de transport, se’n produeix la *sedimentació*. El resultat de l’erosió i de la sedimentació és la modificació del relleu. L’acumulació progressiva de sediments en les conques sedimentàries acaba produint la *litificació* dels materials, procés que conclou amb la seva transformació en *roques sedimentàries*.

B. Els processos geològics interns

Els processos geològics interns tenen lloc gràcies a l’*energia geotèrmica*, la manifestació més evident de la qual és l’existència d’un *gradient geotèrmic* o augment de la temperatura, que és d’1 grau per cada 33 m de profunditat. Si es mantingués constant, s’arribaria a unes temperatures molt més elevades de les que es donen en realitat (5500 ºC). El calor residual procedent de l’interior del planeta que encara es conserva des de la seva formació, no és l'únic origen, sinó que la major part del poder calorífic es deu a l’*energia radioactiva* alliberada pel procés de desintegració nuclear que pateixen elements radioactius com, per exemple, l’*urani*.

En resum, l’energia geotèrmica tindrà dos orígens:

• Un de *profund*, el valor del qual és uniforme en tot el planeta i es deu al calor residual.
• Un altre de *cortical*, a causa de la desintegració nuclear, que varia d’uns llocs a altres, en funció del contingut més o menys elevat d’elements radioactius de les roques existents.

La *litosfera oceànica* es construeix en les *dorsals*, per les quals aflora el magma ascendent procedent del mantell, i es destrueix a les *zones de subducció*, llocs on la litosfera oceànica s’enfonsa de nou cap al mantell.

Les *fosses oceàniques*, que estan situades entre les zones de subducció i les vores continentals, són els llocs en els quals s’acumulen els sediments procedents de l’erosió del continent. Des de les zones esmentades, els sediments poden seguir dos camins:

Moviment ascendent (Formació de muntanyes)

El moviment ascendent es produeix per l’acció de les forces tectòniques derivades del xoc entre *plaques convergents*, que són capaces de comprimir, deformar, plegar i elevar les roques sedimentàries i incorporar-les novament al continent.

Moviment descendent (Metamorfisme i Magmatisme)

En el moviment descendent, part dels sediments que ocupaven la fossa són arrossegats juntament amb la litosfera oceànica per la subducció, donant lloc a dos tipus de roques en funció dels increments de pressió i/o temperatura als quals es veuen sotmesos. A mesura que progressa la subducció de les plaques, augmenta la pressió exercida per les roques que es troben situades per damunt. Aquest augment de pressió produeix l’elevació del punt de fusió de les roques, per la qual cosa s’hi produeixen canvis estructurals i substitució d’uns minerals per d’altres. Aquest és l’origen de les *roques metamòrfiques*. En el cas d’assolir-se les temperatures suficients per a la fusió de les roques, es formen *magmes*, que per refredament donaran lloc a les *roques ígnies*:

• ***Plutòniques***: si el refredament és lent i es realitza a l’interior de l’escorça.
• ***Volcàniques***: si el refredament s’ha produït bruscament per la sortida del magma a l’exterior.

Riscos geològics

Entenem per *risc geològic* qualsevol condició del medi geològic o procés geològic natural, induït o mixt, que pugui generar un dany econòmic o social per a alguna comunitat humana, i en la predicció, prevenció i correcció del qual han d’utilitzar-se criteris geològics.

El risc geològic, de la mateixa manera que qualsevol altre tipus de risc, és el producte dels tres factors que el condicionen: *perillositat*, *vulnerabilitat* i *exposició*.

Riscos volcànics

Els *volcans* són la manifestació més directa de l’energia geotèrmica, perquè constitueixen fractures per les quals el magma surt a l’exterior.

A. Distribució geogràfica dels volcans

Actualment, 800 estan en actiu. La distribució geogràfica dels volcans no és *aleatòria*, sinó que se circumscriu als *límits de plaques*, sobretot a les zones de subducció que constitueixen el *Cinturó de Foc del Pacífic*, envoltant totes les seves costes. També es produeix *vulcanisme* en les dorsals que recorren el centre de molts oceans; per exemple, a *Islàndia*.

També podem trobar volcans a l’interior de la *intraplaca*. Per exemple, els corresponents a les illes *Hawaii*, situats a la zona central de la placa oceànica *Pacífica*; el *Kilimanjaro*, al centre del continent *Àfrica*, i les *Illes Canàries*, en la placa *Africana*.

Els esmentats fenòmens es poden explicar per dos motius:

Presència d’un punt calent

Els *punts calents* són zones de la litosfera situades immediatament a sobre d’una *ploma tèrmica* que roman fixa sobre el mantell. Quan la placa es desplaça sobre l’esmentada ploma, la litosfera es *bomba* i, si és estreta o prima, com en el cas de la litosfera oceànica, el bombament adopta una forma similar a un *barret de fong*, que pot elevar-se per damunt del nivell del mar, originant una *illa volcànica*.

Presència de fractures

Encara que en principi es va pensar que les Illes Canàries es podien haver originat a causa de la presència d’un punt calent, són molts els científics que expliquen que aquest arxipèlag va poder *sorgir* com a resultat de l’acumulació de materials volcànics emergits a través de fractures existents en la placa Africana.

B. Factors de risc volcànic

Exposició

Les àrees volcàniques solen estar *superpoblades*, ja que els volcans proporcionen terres fèrtils, recursos minerals i energia geotèrmica. Per això, moltes vegades l’aglomeració de la població és la causa principal que el desastre sigui més gran del que s’espera.

Vulnerabilitat

Recordem que es tracta de la mesura amb la qual es valora la susceptibilitat davant els danys, que depèn de la disponibilitat dels mitjans adequats per poder *afrontar-los*. La riquesa, la tecnologia, l’educació i la informació *disminueixen* la vulnerabilitat, per la qual cosa els països pobres són molt més vulnerables que els rics davant de les catàstrofes naturals.

Perillositat

La perillositat és un factor de risc que depèn de la magnitud de l’esdeveniment mateix, per la qual cosa, en el cas dels volcans, la seva perillositat estarà en funció del tipus d’erupció, de la seva distribució geogràfica, de l’àrea total afectada i del seu temps de retorn.

Els gasos volcànics

Els gasos que conté el magma constitueixen el motor de les erupcions perquè s’expandeixen i surten a l’exterior amb rapidesa després de produir-se la fractura; això *possibilita* l’ascens dels altres materials. Són majoritàriament *vapor d’aigua* i *diòxid de carboni*.

Danys

Poden causar molèsties respiratòries o fins i tot la mort per *asfíxia* de persones o animals.

Les colades de lava

La perillositat de les laves està en funció de la seva *viscositat*.

Laves àcides (Viscoses)

Les laves *àcides* procedeixen de magmes amb un elevat contingut de *sílice* i són molt viscoses. No obstant això, són les més perilloses, perquè contenen molts gasos que, a conseqüència de l’elevada viscositat de la lava, s’alliberen amb *brusquedat*, originant *explosions violentes* en les quals es produeix la fragmentació de la lava en trossos.

Laves bàsiques (Fluides)

Les laves *bàsiques* procedeixen d’un magma bàsic. Són molt fluides, per la qual cosa es desplacen amb molta rapidesa i recorren llargues distàncies. La seva perillositat és *escassa* perquè deixen escapar els gasos *lentament*, per la qual cosa solen produir erupcions poc violentes. Les *laves encoixinades* són les més abundants a la Terra i s’originen en les erupcions submarines.

Distribució general

En general, els volcans associats a dorsals, a punts calents i a fractures en el fons oceànic solen emetre laves bàsiques o fluides, mentre que en les vores destructives solen ser més àcides i viscoses.

Danys

Les colades de lava poden originar *destrosses* en els cultius, incendis, talls en les vies de comunicació, arrasar pobles i taponar les valls, produint inundacions.

Les pluges de piroclasts

Són fragments llançats a l’aire. Es diferencien en:

• ***Cendres***: de diàmetre petit.
• ***Lapil·li***: de mida que oscil·la entre la d’un pèsol i una nou.
• ***Bombes***: de dimensions més grans i de forma fusiforme a conseqüència de l’efecte aerodinàmic de rotació en l’aire.

Danys

Poden provocar *destrosses* en els cultius. Per la seva mida menuda, poden romandre en suspensió en l’atmosfera durant mesos o anys.

Les explosions volcàniques

Les explosions volcàniques depenen de la viscositat de les laves. Es classifiquen en dos tipus: *efusiu* i *explosiu*.

Erupció Freatomagmàtica

Independentment del tipus de lava, si entra aigua subterrània a la cambra magmàtica, en transformar-se immediatament en vapor augmenta bruscament la pressió de l’interior i es produeix una forta explosió, que s’anomena *erupció freatomagmàtica*.

Danys

Les fortes explosions provoquen un despreniment dels vessants del volcà i la formació de *núvols ardents*.

La formació d’un núvol ardent

S’origina quan una columna eruptiva, en lloc d’ascendir en el si de l’aire, cau bruscament i en segons *descendeix* vertiginosament pel vessant del volcà com un *núvol de foc rodant* constituït per gasos i per fragments incandescents de *pedra tosca* i cendres, i es pot desplaçar fins a 100 quilòmetres.

Danys

Produeix danys per *combustió*, *gravíssimes cremades*, mort per asfíxia a causa de la inhalació de pols incandescent i destrucció total de tots els béns materials.

La formació d’un dom volcànic

Té lloc quan la viscositat de les laves és extrema, per la qual cosa, en lloc de lliscar formant colades, es dipositen en el *cràter* i formen una espècie de *massa bulbosa* que fa de tap, obstruint la sortida de la lava.

Danys

La brusca explosió del dom pot provocar l’engrandiment del cràter i agreujar l’erupció, originant un núvol ardent.

La formació d’una caldera

Pot *ocórrer* que després d’una gran explosió en la qual s’expulsen enormes quantitats de piroclasts, la cambra magmàtica quedi molt buida i inestable, per la qual cosa el sostre es *desplomi* i el cràter s’engrandeixi, transformant-se en una *caldera*.

Danys

Caiguda de l’edifici volcànic, *tsunamis*.