Magma i Volcans: Formació, Tipus, Erupcions i Vulcanisme

Magma

És una massa fosa, formada per la fusió de roques i minerals, amb un punt de fusió elevat.

Els magmes es troben a temperatures aproximadament entre 700 °C i 1500 °C.

Quan un magma es refreda dóna lloc a les roques ígnies (o magmàtiques).

Viscositat del Magma

És una propietat relacionada amb el procés de solidificació del magma i les erupcions volcàniques. Hi ha quatre factors que influeixen en la viscositat d’un magma:

• Temperatura: com més elevada, menys viscositat té el magma.
• Pressió: comprimeix els minerals i fa el magma més dens i viscós.
• Gasos dissolts: com més abundants, el magma és menys dens.
• Composició química: com més sílice, més viscositat té el magma.

Localització del Magma

A la Terra hi ha dues capes en les quals es localitza el magma:

• Nucli: El nucli intern és sòlid i l'extern està format per metalls en estat líquid.
• Mantell superior: Hi ha masses de roques que es troben a prop del punt de fusió.

Formació del Magma

El magma es pot formar per diversos processos:

1. Augment de la temperatura: Una massa rocosa descendeix a nivells de temperatura més elevats. Aquest procés es produeix a les zones de subducció.
2. Descens de la pressió: Quan una massa rocosa molt calenta es veu sotmesa a un descens de la pressió, per la formació d’una fractura.
3. Presència de fluids: L’aigua s’interposa entre les estructures dels silicats, fent disminuir el punt de fusió.

Tipus de Magmes

Segons el contingut de sílice (decreixent):

• Magmes àcids: amb més del 65% de sílice.
• Magmes intermedis: 65-50% de sílice.
• Magmes bàsics: 50–40% de sílice.
• Magmes ultrabàsics: amb menys del 40% de sílice.

Segons els seus orígens, podem parlar de magmes primaris. Els magmes primaris són aquells que conserven la composició de la roca que els ha originat. Aquests magmes es poden haver format de dues maneres:

• En el procés de formació de la Terra (residus).
• Per fusió posterior de materials preexistents.

Hi ha dos grups principals de magmes primaris segons la zona de procedència:

• Granítics: Contenen una elevada proporció de sílice. Procedeixen de la fusió de roques de l’escorça continental.
• Basàltics: Contenen poca sílice i poden ser de tres tipus:
  • Toleítics: produïts a les dorsals oceàniques.
  • Alcalins: contenen menys sílice que els anteriors i són més rics en sodi i potassi.
  • Calcoalcalins: rics en calci i magnesi. Propis de les zones de subducció.

Els magmes primaris, amb freqüència, produeixen mescla i donen lloc a magmes secundaris.

El procés de mescla consisteix en el fet que dos o més magmes primaris diferents es barregen i donen lloc a un magma secundari.

La diferenciació es produeix quan un magma es refreda a poc a poc. Llavors, alguns minerals comencen a solidificar-se i la resta del magma canvia la seva composició original.

Finalment, l’assimilació té lloc quan els magmes reaccionen amb les roques encaixants. Generalment, aquest procés altera la seva composició química original.

Estructures Originades pel Magma

Diversos factors afavoreixen o dificulten l’ascensió del magma:

• Com més gran sigui la fondària, més alta serà la pressió i més li costarà pujar al magma.
• La presència de fractures afavoreix l’ascensió del magma.
• L’elevada viscositat d’alguns magmes fa que la seva ascensió sigui més lenta.

Quan el magma es troba a zones més fredes i se solidifica, forma roques magmàtiques o intrusives.

Si la zona té fractures que no arriben a la superfície, el magma hi penetra, es solidifica i origina estructures com:

• Dics, sills o filons: quan se solidifica dins d’esquerdes.
• Lacòlits: es solidifica als plans d’estratificació, formant una cúpula.
• Lapòlits: es solidifica als plans d’estratificació, formant un plat.
• Batòlits: són masses de magma globulars de grans dimensions.

Volcans: Muntanyes de Foc

Les erupcions volcàniques són una manifestació de l’activitat interna de la Terra. L’interior del planeta es troba a temperatures tan elevades que les roques es poden arribar a fondre. En aquest estat formen el magma que, pel fet de tenir menys densitat que la roca que l'envolta, tendeix a pujar.

Segons la seva activitat, els volcans es classifiquen en:

• Volcà actiu: quan emet lava, gasos o mostra activitat sísmica.
• Volcà apagat: està inactiu des de fa un temps, però encara pot entrar en erupció.
• Volcà extingit: és el que ja no pot produir erupcions mai més.

Anatomia d'un Volcà

1. Cràter: obertura per on surten els productes volcànics.
2. Con volcànic: estructura formada per la deposició de capes de materials volcànics sòlids.
3. Con lateral: estructura secundària formada per materials volcànics sòlids.
4. Xemeneies laterals: escletxes laterals per on pugen el magma i els gasos.
5. Xemeneia central: escletxa per on pugen el magma i els gasos.
6. Cambra magmàtica: espai on es troben les roques foses i els gasos, suportant altes pressions i temperatures.

Productes Volcànics

1. Lava: és una massa en estat líquid formada per un magma que, en arribar a la superfície terrestre, es troba sotmès a menys pressió.
2. Gasos: aquests s’escapen quan el magma arriba a la superfície i formen grans columnes de gas.
3. Piroclasts: són fragments de lava llançats a l’aire per la inèrcia del magma que ascendeix i per les explosions provocades pels gasos.

Els piroclasts inclouen:

• Cendres: són els piroclasts més fins i petits. Són transportades pels vents.
• Lapil·li: materials incandescents d’entre 2 i 50 mm, que s’acumulen en el con volcànic.
• Bombes volcàniques: materials incandescents molt grans de formes fusiformes a causa de la seva trajectòria. Indiquen un episodi violent i formen escòries volcàniques.
• Columna eruptiva: massa que es forma amb l’arrossegament de cendres i pols volcànica.
• Núvols roents o colades piroclàstiques: quan les bombolles de gas superen la viscositat del magma i els gasos surten barrejats amb materials piroclàstics (destrueixen tot el que troben).
• Lahars: són grans esllavissades o colades de fang que es produeixen en els vessants d’un volcà. Es formen a partir de materials piroclàstics amb aigua.

Estructures Volcàniques

1. Volcans en escut: edificis amples més que alts.
2. Volcà compost o estratovolcà: la lava s’acumula formant un edifici integrat per capes.
3. Con d’escòries: el volcà només allibera piroclasts.
4. Doms volcànics: el magma és molt viscós i se solidifica dins de la xemeneia.
5. Caldera: quan la cambra magmàtica s’enfonsa.

Fases de l'Erupció Volcànica

1. Fase inicial: comença amb l’expulsió de gasos pel cràter que, de vegades, van acompanyats de petits tremolors de la terra.
2. Fase paroxismal: els gasos surten cada cop en quantitats més grans i de forma més violenta com més viscós sigui el magma. És quan comencen les explosions, amb l’expulsió de cendres i escòries, que donen lloc al con volcànic.
3. Fase terminal: les explosions i emissions disminueixen fins que el volcà entra en repòs. Es poden produir fumaroles o altres fenòmens de vulcanisme atenuat.

Tipus d'Activitat Volcànica

1. Hawaiana: la lava és molt fluida, es diposita en capes i produeix colades força extenses. Forma un con baix i ample (volcans en escut). L’expulsió de gasos és molt tranquil·la (IEV baix). Neixen en els fons oceànics.
2. Estromboliana: la lava és menys fluida. Té colades menys extenses i explosions moderades. Forma un con alt amb la base ampla.
3. Vulcaniana: colades de lava espesses i lentes. Els gasos s’acumulen i exploten, generant immenses columnes eruptives. Formen cons d’escòries, petits i alts.
4. Peleana: són molt destructives. La lava és molt viscosa i no forma colades. Per sobre la xemeneia es forma un tap que obstrueix la sortida del cràter a l’exterior.
5. Ultrapeleana: erupcions de magma molt viscós. No formen colades de lava, però sí que formen colades piroclàstiques molt grans i grans calderes. És l’activitat volcànica més violenta.

Per a la previsió d’erupcions i dels riscos que generen els volcans, s’utilitza l’índex d’explosivitat volcànica (IEV), que calcula el volum de material emès o l’altura de la columna eruptiva.

Vulcanisme Atenuat

És quan en zones volcàniques es poden trobar emissions d’aigua calenta, gasos o fang.

1. Fonts termals: moltes zones volcàniques posseeixen fonts d’aigua a temperatures elevades. Les masses de magma situades en profunditat escalfen les aigües subterrànies i generen aquest tipus de fonts.
2. Fumaroles submarines: són fonts termals submarines; aquestes aigües bullen a 350 °C.
3. Guèisers: són fonts periòdiques de vapor d’aigua i aigua calenta.
4. Fumaroles: són petites obertures que emeten gasos, com ara vapor d’aigua i òxids de sofre.
5. Volcans de fang: són fonts per on surt fang molt calent.