procesos volcánicos 2014

Procesos volcánicos

Adriana Duque

Qué es un volcán?

Es un sistema de magma.

Qué es un volcán activo?

Activo históricamente (registro escrito después de

la llegada a Colón a América o de culturas más

antiguas: egipcia, china, etc.)

Volcán del Holoceno (< 10.000 años) Fuente: CERG, Bonnadona (2010) Adriana Duque

Sistema de magma

Material fundido en el

manto

Piscina en la cámara

magmática

Magma eventualmente

erupta

Fuente: CERG, Bonnadona (2010)

Adriana Duque

Por qué los magmas ascienden?

Magma en las profundidades es sometido a grandes

presiones por la roca que lo rodea.

Si el magma se conecta con un régimen de presión

menor, la diferencia en presión dirige el magma hacia

arriba.

El avance del magma hacia arriba es dirigido por la

disminución de la presión, la cual causa expansión. Fuente: CERG, Bonnadona (2010)

Adriana Duque

Adriana Duque

MAGMAS Y AMBIENTE

TECTÓNICO

Forma del volcán?

La manera como el gas escapa del magma.

Cambio en el sistema (de alimentación) de magma.

Erosión

Colapso Fuente: CERG, Bonnadona (2010)

Adriana Duque

Contenido de SiO2 Tipo de magma Roca volcánica

~ 50% Máfico o basáltico Basalto

~ 60% Intermedio Andesita

~ 65% Félsico o granítico (Siliceo bajo) Dacita

~ 70% Félsico o granítico (Siliceo alto) Riolita

Sólo 10 elementos componen la mayoría de los magmas:

Oxígeno (O), Silíceo (Si), Aluminio (Al), Hierro (Fe),

Magnesio (Mg), Titanio (Ti), Calcio (Ca), Sodio (Na),

Potasio (K) y Fósforo (P).


Adriana Duque

Basalto y Andesita

• Dificil de diferenciar a simple vista

• Distinción principalmente química

• Por qué importa?

– Basalto = Material o insumo planetario

– Andesita = Basalto que reaccionó con el Siliceo

de la corteza (contaminado)

Adriana Duque

Formación de caldera

Adriana Duque

Crater Lake, Oregon

Adriana Duque

Jemez Caldera, New Mexico

Adriana Duque

Colapso de volcanes – Mount Rainier

Adriana Duque

Colapso de volcanes - Hawaii

Adriana Duque

Evolución de los volcanes

Un paisaje volcánico activo

Adriana Duque

Evolución de los volcanes

Paisaje volcánico después de 1 millón de años

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Viento predominante

Columna de erupción

Flujo piroclástico

Deslizamiento

Columna de erupción

Flujo piroclástico

Lluvia ácida

Flujo de lava

Gases y fluidos en un medio rocoso (rígido)

ERUPCIÓN VOLCÁNICA

Volcán: Manifestación

superficial de un cuerpo

caliente y fundido que

se encuentra profundo

en la corteza terrestre o

el manto.

La liberación energética

de los gases y los

fluidos conlleva a un

proceso eruptivo.

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Tamaño de la erupción

Adriana Duque

Dos cantidades definen la escala (tamaño) de una

erupción:

Magnitud: masa de material eruptado.

Intensidad: tasa de erupción (mass eruption rate);

principal factor que controla la altura de la columna de

erupción


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Clasificación de estilos de

erupción

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Flujos de lava

Domos - tipicamente composiciones intermedias a silíceas

Hawaiina

Estromboliana

Vulcaniana

Pliniana (sub-pliniana, ultrapliniana)

Surtseyan

Freatopliniana

Efusivas

Explosivas - mágmaticas

Explosivas - Freatomagmáticas

Explosivas - Freáticas


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Shiveluch, Russia

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View From Space - Klyuchevskaya, Russia

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Cleveland Volcano, Alaska

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Mount Etna From Space

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Mount Etna

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Tipos de volcanes

Estratovolcán Cono de ceniza Domo

Volcán escudo

Erupción de fisura (inundación de basalto)

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Cono de ceniza:

Wizard Island,

Crater Lake,

Oregon

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Anatomia de un cono de ceniza, Hawaii

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Anillo piroclástico o de toba:

Diamond Head, Hawaii

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Volcán escudo: Mauna Loa (Hawaii,

USA)

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Volcán escudo: Haleakala, Hawaii

Adriana Duque

Estrato volcán: Mount Shasta,

California

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Estrato volcán: Monte Rainier (USA)

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Estrato volcán: Paramillos de Santa

Rosa y del Quindío (Colombia)

Paramillo de Santa Rosa Paramillo del Quindío

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VOLCANES: Pinatubo

(Filipinas)

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VOLCANES: Oldoinyo (Africa)

Domo de lava, California

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Adriana Duque

TIPOS DE ERUPCIONES:

Generalidades

Erupciones efusivas = derrames lávicos = rocas efusivas

Erupciones explosivas = domos que taponan conductos = rocas

explosivas

• Caída piroclástica (partículas del aparato volcánico o del magma

proyectados al aire y caen por gravedad).

• Flujo piroclástico (nube de ceniza y materiales calientes que

fluyen rápidamente por sitios bajos).

• Explosiones dirigidas (voladura del cráter o caldera por una

explosión muy violenta).

Productos de las erupciones

Flujos de lava

Piroclastos

• Bombas

• Lapilli

• Ceniza

Flujos de lodo

Deslizamientos

Gases

• Vapor

• CO2

• H2S

• SO2

• HCl

• HF

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Amenazas ambientales de los

volcanes Contaminación

• SO2, HCl en agua

Flujos de lava

Caída de material

Caída de ceniza

• Colapso del edificio volcánico

• Destrucción de cultivos

Flujos de lodo

• Daño directo (Colombia, 1985)

• Inundaciones (varios tipos)

Explosiones dirigidas (Mt. St. Helens, 1980)

Flujos piroclásticos (St. Pierre, 1902)

Gas (Lake Nyos, Cameroon, 1986)

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FLUJO PIROCLÁSTICO

Volcán Mayón (Filipinas)

Volcán Galeras (Colombia)

Caída piroclástica

Flujo piroclástico

Nubes calientes con gases, cenizas y bloques que corren ladera abajo por sitios bajos (drenajes)

Flujo piroclástico

Caída piroclástica

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Adriana Duque

FLUJOS PIROCLÁSTICOS

Adriana Duque

FLUJOS

PIROCLÁSTICOS

COLUMNA DE ERUPCIÓN – CAIDA PIROCLÁSTICA

Adriana Duque

CAIDA PIROCLÁSTICA (Tefra)

Ceniza volcánica Arena volcánica Lapilli Bloques Bombas Se transportan con el viento y caen a superficie por la lluvia

Erupción Volcán Santa Elena, Mayo 18/1980 (a 232 km de distancia)

(0.0030 mm)

Adriana Duque

EFECTOS DE LA CAIDA DE CENIZA

Adriana Duque

Armero (Colombia)

FLUJO DE ESCOMBROS O LODO

Masas de sólidos (arcilla a bloques) con bajos contenidos de agua que se transportan por drenajes.

Adriana Duque

DISTRIBUCIÓN DE VOLCANES EN COLOMBIA

Adriana Duque

Amenaza volcánica en el Quindío

Adriana Duque

UBICACIÓN DEL VOLCÁN CERRO MACHÍN

Distancias a: • Toche (Tolima) = < 1km • Cajamarca (Tolima) = 6,5 km • Calarcá (Quindío) = 28,3 km • Armenia (Quindío) = 31,4 km

Volcán Cerro Machín

Cajamarca

Adriana Duque

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VOLCÁN CERRO MACHÍN (Fotografía aérea IGAC)

Cajamarca

6,5 km

VOLCÁN CERRO MACHÍN (Ruta avión Armenia – Bogotá, am)

Domos Borde de cicatriz

Adriana Duque

ESCENARIOS ERUPTIVOS PASADOS VOLCÁN CERRO MACHÍN

Escenario 10.000 – 5100 años A.P.

Escenario 4800 – 4300 años A.P.

Escenario 3600 años A.P.




AP = Antes del presente (hace XX años)

Registro geológico (< 10.000 años)

Registro histórico (< 500 años)

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MAPA DE AMENAZA VOLCÁNICA (escenario eruptivo potencial)

Muestra la localización de los procesos eruptivos potenciales basados en:

• Escenarios eruptivos pasados

• Escenario actual

• Geoformas

• Actividad

• Rasgos estructurales

• Productos

• Relaciones entre el volcán y la roca encajante

• Escenario eruptivo de referencia: Volcán Monte Pinatubo – Filipinas, (1991).

Adriana Duque

ESCENARIO ERUPTIVO DE REFENCIA

Volcán Monte Pinatubo – Filipinas, (1991) • Erupción explosiva

• Columna de erupción > 30 a

40 km de altura

Adriana Duque


Armenia

Calarcá Ibagué

Pereira Cartago

Payandé

Payandé

Payandé

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Volcán MachínVolcán Machín

Armenia

Calarcá

La Tabaida

Montenegro

Quimbaya

Filandia

Circasia

40 cm

30 cm

20 cm

10 cm

5 cm

1 cm

Mapa 12. Evaluacion de la Amenaza

Potencial del Cerro Machín

ConvencionesTamaño del proyectil piroclastico

10 cm

20 cm

30 cm

40 cm

5 cm

1 cm

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Adriana Duque

NIVELES DE ACTIVIDAD VOLCANES MONITOREADOS DE COLOMBIA

III Variaciones en los niveles de los parámetros derivados de la vigilancia que indican que el volcán está por encima del estado base y que el sistema es inestable pudiendo evolucionar aumentando o disminuyendo esos niveles. Pueden registrarse fenómenos como enjambres de sismos, algunos de ellos sentidos, emisiones de ceniza; lahares (flujos de lodo); cambios morfológicos; ruidos; olores de gases volcánicos, entre otros, que pueden alterar la calidad de vida de las poblaciones en la zona de influencia volcánica.

VIGILANCIA VOLCÁNICA (Observatorio Vulcanológico de Manizales –

INGEOMINAS)

• Estaciones sismológicas • Muestreo geoquímico (fuentes termales y fumarolas) • Estaciones topográficas de inclinometría

(deformación del aparato volcánico)

Adriana Duque

GRACIAS

Adriana Duque

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