clase8 geom volcanica51 100

GEOMORFOLOGA DINMICA (GL54C)GEOMORFOLOGA DINMICA (GL54C)SEMESTRE OTOO 2004SEMESTRE OTOO 2004FABIN SEPLVEDAFABIN SEPLVEDA

Geomorfologa volcnicaGeomorfologa volcnica(Parte 2)(Parte 2)

Aparte de los derrames efusivos, los estratovolcanes suelen registrar actividad explosiva. Erupciones con un ndice de explosividad moderado (altura de columna < 25 km; volumen de tefra emitido < 1 km3) se conocen como erupciones vulcanianas

Erupcin de 1994 del Tavurvur, en la Caldera de Rabaul, Papua-Nueva Guinea.

Actividad vulcaniana

Vulcano es tambin una de las islas eolianas.

En esta foto tomada desde el NNE, se pueden reconocer :

La ltima fase eruptiva ocurri en los aos 1888-1890.

Mercalli & Silvestri, 1891

Vulcanello.

y el crater reciente.el lmite de la caldera

Actividad vulcanianaLa actividad vulcaniana, se caracteriza por :

La presencia dentro de los bloques de bombas en corteza de pan, con un caparazn externo vtreo y una zona interna vesiculada, permiti reinterpretar estos dinamismos como una actividad hidromagmtica.

(P. Francis, slide set compiled from the book Volcanoes a planetary perspective ).

- fases de actividad muy violentas, de tipo caonazo, que proyectan bloques de varias toneladas y dan nubes de cenizas que alcanzan una decena de km de altura ;

- largos perodos de quietud.

Las erupciones plinianas

A raz de la descripcin que Plinio el Joven hizo de la erupcin del Vesuvio en el ao 79, se ha acuado el trmino de erupcin pliniana para definir erupciones altamente explosivas, normalmente con una altura de columna > 25 km y unvolumen de tefra emitido > 1 km3.

Los flujos piroclsticos, o corrientes de alta densidad, son fenmenos comunes enlas erupciones plinianas, y pueden desencadenarse por el colapso de una columna eruptiva. Los flujos piroclsticos asociados a erupciones plinianas seconocen como ignimbritas. A los depositos de cada se les denomina depositos plinianos. Debido a los grandes volumumens emitidos duranteerupciones plinianas, el resultado es el vaciamiento de la camara magmatica y el consecuente colapso de los aparatos volcanicos formando calderas

Estructuras de colapso en los estrato-volcanes: las calderas

Evolucin de las estructuras en caldera segn Smith & Bailey (1968)

A.- Aumento de la presin de gases en la cmara magmtica.B.- Erupcin ignimbrticaC.- Hundimiento en caldera en relacin con el vaciado progresivo del reservorioD.- Accumulacin de sedimentos lacustres ricos en fragmentos volcnicosE.- Abombamiento central (domo resurgente)F.- Domos riolticos tardos.

Calderas.

Caldera de Ugashik, Alaska. En la parte central de la caldera (5 km de dimetro) se ven 5 domos de lava.

foto B. Yount 11/04/1984

Calderas.Foto M. Williams, National Park Service, Alaska, 1977

Caldera Aniakchak (Alaska) resultado de la erupcin de ms de 50 km3de magma, hace 3.450 aos. La caldera tiene 10 km de dimetro, y una profundidad de 500 a 1 000 m.

Calderas.

Caldera de Aguas Calientes

Volcan Cerro Blanco

Volcan Nuevo

Volcan Chillan

El complejo volcnico Nevados de Chilln (36.7S) es una cadena volcnica de 13 km longitud de orientacin general Nor-oeste, constituida por estratovolcanes (sobre los 3.000 m), y varios conos de flanco. La caldera de Aguas Calientes, en el extremo sur-este, se form con posteriodad a los 40.000 aos, y actualmente alberga un sinnumero de fumarolas y manantiales calientes.

La caldera de Aguas Calientes, vista desde el nor-oeste (Volcan Chilln)

Caldera de Aguas Calientes.

Domo resurgente

Manantiales calientes en el sector de Aguas Calientes.

El material emitido sube verticalmente primero por la fuerza de eyeccin de los gases. Ms arriba de algunas centenas de metros, son los fenmenos de conveccin que nacen en la nube caliente que permiten el desarrollo del penacho que alcanza la estratosfera. Cuando se enfria ya la nube empieza a caer el material (caida area).

Los flujos piroclsticos formados por colapso de las columna eruptiva....

Flujos piroclsticos pueden aparecer en el flanco, a consecuencias de un colapso parcial de la columna eruptiva.

Erupcin del Pinatubo en 1991. La nube de cenizas alcanz 40 km de altura.

Este tipo de colapso se observ durante la erupcin del Mt St Helens en mayo 1980.

...los flujos piroclsticos...

Foto CG Newhall 23/09/1984

En esta foto del Mayn (Filipinas) se ve como la columna eruptiva se derrumba dando varios flujos piroclsticos en los flancos del volcn. Las cenizas finas suben verticalmente en la nube convectiva (15 km de altura) y se deforma en direccin del viento.


Frente a uno de los flujos piroclsticos del Mayn (Filipinas) !!!

Estos flujos piroclsticos forman al pie del volcn abanicos que se parecen a los que construyen los arroyos.

- se encajona en los valles ;

- baja en las faldas del volcn a gran velocidad (200-300 km/h) ;

- es caliente (400-600) y por lo tanto se encuentra vegetacin carbonizada debajo del depsito.

La energa de los flujos piroclsticos depende :

- del desnivel entre la cumbre y la base.

- de la fuerza de la explosin inicial ;

- de la pendiente del estrato-volcn ;

- de la mobilidad del flujo fluidizado;


A diferencia de los depsitos de cada (plinianos), los flujos piroclsticos se caracterizan por el hecho que el material :

Segn el tipo de material que constituye en depsito se habla de derrame de pomez (pumice flow) o derrame de pmez y cenizas (ash & pumice flow). En este ejemplo del Mount St Helens (USA), observado durante la erupcin de 1980, se trata de un derrame de pomez, con bloques que podan alcanzar hasta un metro de dimetro.

Eran flujos de volumen limitado relacionados con un magma ya menos pulverizado.

Algunos rasgos de las ignimbritas

Los grandes volmenes de ignimbritas presentan a menudo texturas eutaxticas en su parte inferior que se reconocen por presencia de fiamme de vidrio negro.



Cerro Galan (NW Argentina).

Algunos rasgos de las ignimbritas

Los gases que estan atrapados en la base del depsito ignimbrtico tienden a formar fluidization pipes que suben hacia la superficie para formar fumarolas. Los gases ascendentes arrastran el material fino concentrando por tanto los lticos y las pomez en estos conductos (por eso la diferencia de color). Eso se ve muy bien ella base de este flujo ignimbrtico del Cerro Galan de ms de 10 m de espesor. Se puede observar por otro lado el caracter poco soldado del depsito (ausencia de fiammes).

Caldera de La Primavera, cerca de Guadalajara, Mxico.

En la superficie del flujo ignimbrtico, las fumarolas activas durante muchos aos, como se pudo ver en el Valle de los diez mil humos en Alaska, favorecen la silicificacin de las tobas alrededor de los pipes, lo que explica la formacin de estas pequeas chimeneas....

Los productos de cada o depsitos plinianos tienen las caractersticas siguientes en el campo :

- cubren la topografa de una capa continua de pmez (espesor de unos 5-10 m cerca del punto de emisin)

- son constituidos principalmente por pmez (las cenizas se quedan en la alta atmsfera).

- los lticos ms pesados caen cerca de la zona de emisin.

- son depsitos fros y por lo tanto no hay madera encarbonizada en la base.

- la dispersin espacial es controlada por la direccin del viento.

Depsito pliniano cerca de Arequipa (Peru) Foto P. Francis.

Los flujos piroclasticos formados por desplome de domo....

Montagne Pele (Lacroix 1902).

Los flujos piroclsticos no slo se originan por el colapso de una columna eruptiva. Tambien se asocian al desplome de domos en erupcin, como se observo en La Montagne Pele [Martinica, Antillas] en 1902. La erupcin arrastr totalmente a la ciudad de St Pierre (28.000 muertos) En el caso de la Montagne Pele, el flujo piroclstico estuvo relacionado con el emplazamiento de un domo de lava viscosa en el crter. La acumulacin de gases debajo del caparazn externo enfriado provoc una explosin que destruy parte del edificio.

Estas explosiones dirigidas se conocen nubes ardientes tipo peleaneas. Se trata de una nube rica en gases que baja en el flanco del volcn. La parte densa se encajona en un valle mientras que la nube de cenizas convectiva se desarrolla verticalmente y, por parte, lateralmente.

Las nubes ardientes peleanas...

Foto A . Heilprin, Philadelphia Geographic Society, 1908

Mientras que los edificios fueron destruidos por la onda de choque provocada por el desplazamiento rpido de la masa de aire caliente.

Esta foto da una idea de como qued la ciudad de St Pierre despus de haber sido alcanzada por la nube ardiente....el material denso lleno de bloques baj por la Rivire Blanche....

....pero muy inestable se derrumb varias veces hasta desaperecer totalmente.

En esta foto se ve como este material viscoso sale del conducto sin extenderse lateralmente a la manera de....la pasta dental cuando se aprieta el tubo ...esta aguja alcanz 300 m de altura.....

nubes ardientes peleanas...

Los flujos piroclasticos formados por desplome de domo....

Cuando el derrumbe del domo es simplemente gravitacional, los flujos piroclsticos resultantes se denominan nubes ardientes tipo Merapi. Fueron observadas, por ejemplo, durante la erupcin del Monte Unzen en Japn en 1994. Las zonas afectadas fueron bastante limitadas en comparacin con las nubes peleanas.

Nubes ardientes de tipo Merapi...

Foto SR Brantley 22/03/1993

Las nubes ardientes tipo Merapi reciben tambien la denominacin de Flujos de Bloque y Ceniza (block and ash flows). El material es :

muy heterogneo tanto en el tamao de los bloques como en el aspecto (partes externas del domo, vitreas, o partes internas) ;

pero monolitolgico puesto que son esencialmente fragmentos del domo que forman estas avalanchas de detritos.

Estas avalanchas no tienen una extensin lateral muy importante porque pierden rpidamente de su energia al pie de la pendiente.

Cerro Derrumbadas...foto area DETENAL, MxicoParte Este del Eje Neovolcnico transmexicano.Avalanchas acompaando el crecimiento de los domos de lava cida son muy frecuentes. Eso demuestra la inestabilidad de muchos de los aparatos volcnicos. Se reconocen fcilmente estas avalanchas en las fotos areas.

En esta foto tomada al pie del volcn San Juan (oeste del Eje Neovolcnico transmexicano) se puede distinguir una succesin eruptiva que es muy frecuente en los edificios volcnicos dacticos :

En forma de resumen...

Un nivel ms homogneo constituido principalmente por pmez, de gran espesor y de extensin lateral muy importante = depsito pliniano

Un depsito muy heterogneo con bloques de diferente tamao y un cemento mas fino = es tpicamente un depsito de tipo nube ardiente (block and ash flow)

Las calderas son estructuras de colapso tericamente circulares. En la generalidad de los casos, sin embargo, las calderas son elpticas y asimtricas. La presencia de estructuras corticales tambin puede favorecer el colapso o subsidencia progresiva en los terrenos volcnicos, dando lugar a las depresiones volcano-tectnicas.

Es el caso de Pampa Apacheta (22S) , en el norte de Chile

PampaApacheta

CerroApacheta

CerroAguilucho

Domo Pabellon

Las depresiones volcano-tectnicas.

Volcan Puyehue

Caldera Cordillera Nevada

Tambin es el caso de Cordn Caulle (40S), al nor-oeste del volcn Puyehue.

Caldera del Hudson (4555S), el volcn mas meridional de la zona volcnica sur. Una de las 5 erupciones ms grandes de este siglo data de 1991. El Hudson se emplaza en una caldera probablemente volcano-tectnica.

Las Avalanchas

La predominancia de magmas andesticos en la construccin de los grandes estrato-volcanes, varios de los cuales sobrepasan los 4.000 metros de altura en Amrica, favorece pendientes fuertes y por tanto, bastante inestables.

Una de las avalanchas ms espectaculares registradas en tiempos histricos, la del volcn St. Helens (US), ense a los volcanlogos que los procesos de inestabilidad de laderas son importantes en la evolucin morfolgica de los estratovolcanes

La erupcin del Mount St Helens en mayo 1980

La deformacin del flanco norte (bulge) es impresionante.

El 18 de mayo de 1980 a las 8h32 se produce un sismo de magnitud 5.1. Una fractura en forma de herradura se forma en el flanco N que delimita la parte del volcn que se empieza a derrumbar. El glaciar que cubre la cima esta cubierto de cenizas grises relacionadas con las erupciones freticas de fines del mes de marzo.

08:32:21 La erupcin del Mount St Helens en mayo 1980

08:32:47

Una serie de explosiones relacionadas con el magma que entra en contacto con agua de fusin del glaciar se producen, mientras que el penacho de cenizas que aparece en la cumbre indica el conducto. 08:32:53

A raz del deslizamiento del flanco una brusca cada de presin se produce en el conducto volcnico. Una gigantesca explosin se desarrolla horizontalmente (el blast, cargado de vapor de agua).

08:33:03 08:33:18

http://volcanoes.usgs.gov/Hazards/What/Landslides/MSHSlide.html

El flanco N del Mount St Helens se esta deslizando. Se puede distinguir en esta foto : [1] en la base material muy fragmentado; [2] en la parte alta un bloque entero del cono que desliza en masa hacia la base del volcn.

desde la distancia.

La expansin de los gases aumenta rpidamente la velocidad del "blast", que alcanza 540 km/h, y rebaza la masa en movimiento correspondiendo al deslizamiento del flanco. Esta nube cargada de cenizas y de bloques tumb todos los rboles hasta una distancia de 27 km

Estos rboles no eran nada chico ! Eran pinos de cerca de 50 metros de altura...sin embargo, fueron quebrados como cerillos !

Antes

y despus


Despues del colapso del flanco nortelos hummocks al pie del cono y escarpe con forma de herradura en el volcan.


Foto L. Topinka, 1981

Derrames de detritos 10 km al oeste del volcneste tipo de material es sumamente heterogneo tanto en tamao como en naturaleza de los bloques

Avalanchas de detritos...

La erupcin del Mount st Helens destac nuevos procesos eruptivos que permitieron explicar ciertos tipos de depsitos y ciertas formas difciles de interpretar hasta 1980.

Crteres en forma de herradura y acumulaciones de detritos al pie de los volcanes fueron as reinterpretados en funcin del modelo St Helens y se pus de manifiesto el caracter bastante comun de este proceso en la historia de los grandes estrato-volcanes.

Este depsito de tipo avalancha de detritos es 20 veces mas importante que el del St Helens.

Foto S.R. Brantley, 3/07/1994

Paisaje de tipo hummocks al pie del Mount Shasta (USA).

Hummocks al pie del volcn Augustine (Alaska). Este tipo de relieve es caracterstico de las avalanchas de detritos.



Una de las avalanchas de detritos ms importante esta relacionada con un evento ocurrido hace 7.200 aos en el volcn Socompa (Desierto de Atacama, N de Chile 2420S). Un sismo provoc el derrumbe de todo el flanco oeste del edificio volcnico que culminaba a 6.300 m. El volumen de esta avalancha fu estimado en 10 veces el de la avalancha del Mt St Helens, cubriendo una rea de 500 km2.

Volcn Socompa

Frente de laavalanchade detritos

Lugar de la foto siguiente

(Fotos P. Francis, slide set compiled from the book Volcanoes a planetary perspective).


Lmite SW de la avalancha de detritos del volcn Socompa. Se v como la avalancha subi sobre el relieve paleozoico formando una leve lateral de unos 40 m.

http://tabitha.open.ac.uk/volcano/francis/francis_slides.html(Fotos P. Francis, slide set compiled from the book Volcanoes a planetary perspective).

El Volcan Llullaillaco (6739 m; 2440S), el mas alto del mundo despues del Ojos del Salado, tambien ha sido testigo de importantes avalanchas como la de hace 50.000 aos, que se extendio por casi 170 km2.

Frente de laavalanchade detritos

Volcan Llullaillaco

Los lahares

Los lahares son flujos de barro que removilizan gran parte de materialdesde las laderas de los estravolcanes. Los lahares pueden ocurrirdebido a:

1. Periodos de lluvia intensos, no necesariamente coincidiendo con periodos de actividad volcanica;

2. Fusion de glaciar en las partes altas de un volcan, durante actividad volcanica

3. Vaciado de un lago hospedado en la cumbre de un volcan4. Desplome de ladera debido a prolongada alteracion hidrotermal o

sismo.

A diferencia de las avalanchas de detritos, los lahares son depositos humedos donde el agua influye tanto en la genesis como en eltransporte de la masa removilizada.

Foto JN Marso 14/08/1989

Pequeo lahar bajando del volcn Santiaguito (Guatemala) en el Ro Nima III, a consecuencias de fuertes lluvias.

La erupcin del Nevado del Ruiz en 1985

Los derrames de lodo adquieren una energa tremenda por la pendiente importante y por el hecho que se encajonan en valles estrechos. Al desembocar cerca de Armero, a unos 50 km del volcn, destroz gran parte de la ciudad sepultando 28.000 personas.


Extensin de los derrames de lodo al nivel de Armero...


...y vista de las calles de la ciudad despues del cataclismo.

Foto USGS

Aspecto de un laharel material es muy heterogneo (colecta todo tipo de bloques en las faldas del volcn) y la matriz es muy fina de tipo lodo.

Geomorfologa volcnica(Parte 2)

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