Magmatisme i Vulcanisme: Guia Completa

Magmatisme: Definició i Processos

El magmatisme és el procés geològic mitjançant el qual els magmes es generen, es desplacen, es refreden i originen les roques magmàtiques o ígnies. Més del 80% de les roques de l'escorça terrestre són d'origen magmàtic.

Què és el Magma?

El magma és una barreja de minerals (silicats) en estat líquid amb una proporció elevada de gasos dissolts. Es troba a pressions elevades i temperatures d'entre 700 i 1500 ºC. En refredar-se, forma roques magmàtiques o ígnies.

El magma es forma a diferents profunditats, a l'escorça o al mantell, i la seva composició varia en funció de la temperatura i la pressió a la qual ha estat sotmès.

De forma general, el magma es classifica segons el grau de sílice (l'element més abundant a l'escorça i al mantell).

Viscositat dels Magmes

La viscositat és una propietat molt important dels magmes, ja que està relacionada amb el procés de solidificació i la dinàmica de les erupcions volcàniques.

Factors que influeixen en la viscositat:

• Temperatura: Inversament proporcional a la viscositat.
• Pressió: Comprimeix els minerals i els fa més viscosos.
• Gasos dissolts: La seva presència fa augmentar la pressió interna del magma i disminueix la viscositat.
• Composició química: La presència de silici fa més viscós el magma.

Viscositat: Resistència que oposa un magma a fluir. Com més viscós sigui el magma, més li costarà ascendir.

Composició Química del Magma:

• Contingut en sílice superior al 65%: Magma àcid (forma cristalls i estructures complexes).
• Contingut en sílice entre 65 i 50%: Magma intermedi.
• Contingut en sílice inferior al 50%: Magma bàsic.
• Contingut en sílice inferior al 40%: Magma ultrabàsic.

Com més gasos dissolts tingui, menys viscós serà. Com més pressió, més viscós. Com més temperatura del magma, menys viscós. Com menys sílice, més fluid. Com més sílice, més viscós.

Tipus de Magmes segons l'origen:

• Magmes Primaris: Conserven la composició de la roca original (poc freqüents). S'han format durant el procés de formació de la Terra o per fusió posterior de materials terrestres.

  • Granítics: Elevat contingut de sílice, procedents de la fusió de roques de l'escorça continental.
  • Basàltics: Baix contingut de sílice. N'hi ha de tres tipus:
    • Toleítics (ascens ràpid, molta fusió): Procedeixen de les dorsals oceàniques i punts calents (vulcanisme tranquil).
    • Alcalins (ascens lent, poca fusió): Contenen menys sílice que els anteriors i són rics en sodi i potassi. Procedeixen de la interplaca i hot-spots (vulcanisme explosiu).
    • Calcoalcalins (fusió de l'escorça oceànica): Baix contingut de sílice, però rics en calci i magnesi. Procedeixen de les zones de subducció (vulcanisme molt explosiu).

• Magmes Derivats o Secundaris: Generats per la mescla, diferenciació o assimilació entre magmes primaris.

  • Mescla: Barreja de dos o més magmes primaris.
  • Diferenciació: Refredament lent del magma i canvi de composició.
  • Assimilació: Reacció del magma amb altres roques i canvi de la composició original.

Formació del Magma

Hi ha tres mecanismes principals per a la formació dels magmes:

• Augment de la temperatura: Descens de masses rocoses cap a zones més profundes, com ara les zones de subducció.
• Descens de la pressió: Ascens cap a zones més superficials del mantell on hi ha corrents de convecció ascendents, produint el fenomen de la fusió. Exemples: dorsals, rifts, hot-spots, falles profundes.
• Presència de fluids: La presència d'aigua entre els silicats provoca la disminució del punt de fusió. Això passa en zones de subducció amb presència d'aigua marina.

Localització del Magma: Ambients Geotectònics

Les zones on es produeixen aquests fenòmens s'anomenen Ambients Geotectònics. Els principals són:

• Zones de Subducció: Una placa s'enfonsa sota l'altra (Filipines, Japó (4), Saint Helens (1)).
• Dorsal Oceànica: Separació de plaques a nivell de l'oceà (Islàndia (3)).
• Rift Continental: Separació de plaques a nivell de continent (Kilimanjaro (5)).
• Punts Calents o hot-spots: Zones d'ascensió de magma de forma puntual (Garrotxa, Hawaii (2)).

Estructures originades pels Magmes

La majoria dels components del magma, en estar fosos, són menys densos, fet que provoca que tinguin la capacitat d'ascendir. No obstant això, hi ha factors que faciliten o dificulten aquest ascens:

• Profunditat i pressió: Afavoreixen una ascensió lenta.
• Presència de fractures: Afavoreix una ascensió ràpida.
• Viscositat del magma: Dificulta l'ascensió.

En ascendir, el magma es pot refredar i solidificar-se, donant lloc a les roques magmàtiques o intrusives. Si no arriba a la superfície, el magma queda solidificat a l'interior i genera diverses estructures:

• Dics, sills o filons: Solidificació dins de les esquerdes.
• Lacòlits: Aprofita els estrats i es solidifica en forma de cúpula.
• Lopolits: Aprofita els estrats i es solidifica en horitzontal.
• Batòlits: Grans masses de magma de forma globular (cúpula).

Erupcions Volcàniques

Les erupcions volcàniques són manifestacions de l'activitat interna de la Terra. A l'interior, les temperatures són tan elevades que les roques corticals o del mantell es poden fondre. En aquest estat, es forma el magma, que, en tenir menys densitat que la roca del voltant, ascendeix.

El fenomen plutònic és causat per la solidificació del magma acumulat sota terra i no ocasiona cap risc mediambiental, a diferència dels volcans.

Estats d'un Volcà

Un volcà pot presentar tres possibles estats:

• Actiu: Mostra activitat sísmica, emet gasos i lava.
• Adormit o inactiu: Fa temps que està inactiu, però encara pot entrar en erupció.
• Extingit: Ja no entrarà en erupció mai més.

Productes Volcànics

• Productes sòlids (Piroclasts): Fragments de lava llançats a l'aire que es solidifiquen totalment o parcialment en vol.

  • Cendres (< 2 mm): De poc pes, poden quedar-se molt de temps a l'atmosfera impedint l'entrada de radiació solar. Produeixen terres fèrtils i són part responsable de generar les columnes eruptives.
  • Lapil·li o gredes (entre 2 i 64 mm): Material de mida mitjana que s'acumula al con volcànic.
  • Blocs / Bombes (> 64 mm): Fragments grans de forma ovalada, rodona o fusiforme. Algunes d'aquestes bombes s'acaben de solidificar un cop han caigut, llavors prenen el nom d'escòria.

• Productes líquids (Lava): Magma que ha perdut la major part dels gasos dissolts. La lava presenta diferents maneres de fluir en funció de la quantitat del seu contingut en silici (SiO2): com més alt és el contingut, més espessa és la lava, solidificant-se ràpidament. Les colades de lava es desplacen des del cràter volcànic cap a la base de l'edifici volcànic, arrasant tot el que troben pel camí.

• Productes gasosos: Gasos expulsats a velocitats de centenars de km/h, que arriben fins a l'estratosfera. L'acumulació de gasos pot generar fractures al con volcànic i sortir a l'exterior formant fumaroles.

Altres fenòmens associats:

• Lahars: Grans esllavissades de fang i material piroclàstic barrejat amb aigua (pluja o neu) que es produeixen als vessants dels volcans.
• Núvols ardents o colades piroclàstiques: Mescles de gasos i cendres incandescents que cauen pels vessants del con a grans velocitats.

Estructures Volcàniques

• Volcans d'escut: Laves fluïdes, colades de gran extensió, cons extensos i de poca alçada. Els gasos es desprenen amb facilitat i s'originen poques cendres.
• Volcans compostos o estratovolcans: Viscositat mitjana, alliberen lava i material piroclàstic. Edifici integrat per capes alternades dels dos productes.
• Cons d'escòries: Lava molt viscosa que es solidifica en part, donant una crosta, que és posteriorment destruïda per noves emissions de lava, que donen colades de molt curt recorregut. Els gasos trenquen aquesta lava pastosa, originant violentes explosions amb abundància de piroclasts i grans núvols de cendres (Vulcano, Vesubi, Etna).
• Dom volcànic: Lava tan viscosa que es solidifica a la xemeneia del volcà formant un tap que, en ser empès pels gasos, forma una cúpula o dom que de vegades agafa forma d'agulla (“pitó”), fins que els gasos produeixen una enorme explosió.
• Volcà amb caldera: Depressió central en forma circular (2-20 km de diàmetre) que es forma a la part superior del volcà, a causa de l'enfonsament de la cambra magmàtica després d'una gran erupció.

Fases d'una Erupció Volcànica

Malgrat que hi ha diferents tipus de volcans, tots presenten unes fases comunes en la seva activitat. Cal tenir present que l'activitat d'un volcà depèn de la viscositat del magma i dels gasos que porta dissolts.

Fases de la dinàmica eruptiva:

• Fase inicial: Emissió de gasos amb algun petit terratrèmol magmàtic.
• Fase paroxismal: Gasos amb més violència, inici de les explosions i sortida de la lava (segons la viscositat).
• Fase terminal: Les emissions i explosions són cada cop més petites, solen aparèixer les fumaroles.