Locos por la Geología

Entradas con la etiqueta ‘magmas’

Como ya estamos avanzando en la Tectónica Global, debo detenerme un momento para aclarar algunos conceptos que nos serán necesarios para comprender todo el tema de manera más completa.

Por eso hoy hablaremos de dos procesos opuestos y complementarios: la diferenciación magmática y la asimilación. Como el tema es extenso, dividiré el post en dos partes. Hoy veremos los siguientes puntos:

¿Qué se entiende por diferenciación magmática?

Ya hemos visto con anterioridad el tema de la Serie de reacción de Bowen, que indica que hay una secuencia natural de solidificación para los materiales que originalmente se encuentran fundidos en un magma, y que formarán minerales según un orden bien establecido en función de sus puntos de fusión decrecientes. Una vez formados, siguen reaccionando con la mezcla, para crear nuevos minerales estables en el nuevo entorno de presión y temperatura.

Uno podría esperar que dado el tiempo suficiente, todos los elementos presentes en el magma terminarían conformando rocas de composición semejante.

Sin embargo, desde el mismo magma pueden, en sucesivas erupciones aparecer rocas volcánicas muy diferentes, y aun los intrusivos originados pueden presentar litologías diferentes.

Se habrán dado cuenta entonces de que ése es precisamente el proceso de diferenciación magmática. Y de él vamos a ocuparnos ahora. Para decirlo brevemente, es el proceso por el cual, desde un mismo magma se generan roca diferentes en su composición.

¿Cómo es que cambian las características de la mezcla fundida?

Los primeros minerales en cristalizar, como ya expliqué en el post en que presenté la serie de reacción, son los de alto punto de fusión, que dan origen a rocas denominadas máficas, pues tienen gran abundancia de Mg y Fe. Los últimos, de bajo punto de fusión, originan rocas félsicas en las que dominan los feldespatos y la sílice.

Pero, en lugar de terminar siendo todas las rocas de este último tipo, las máficas son bastante abundantes. ¿Por qué no llegan a reaccionar hasta ser félsicas? La primera explicación fue que los primeros compuestos dejan de reaccionar con la mezcla residual porque se separan de ella, y la primera causa esgrimida para esa separación fue la denominada sedimentación cristalina, que es muy lógica ya que los primeros minerales de la serie son más densos que el magma y tienden a hundirse en la cámara, donde permanecen en estado sólido.

Sin embargo, muchas rocas máficas llegan a la superficie, lo que puede ocurrir porque se van solidificando en el camino de ascenso a favor de las fracturas de las rocas circundantes, y en algún momento alcanzan la superficie o son descubiertas posteriormente por ascenso tectónico y consecuente erosión.

Estos procesos pueden ocurrir en cualquier etapa de la evolución del magma, con lo cual se produce la diferenciación magmática que genera primero magmas químicamente distintos, y desde ellos una gran variedad de rocas ígneas, tal como se ilustra en la figura que encabeza el post. En ella se observa en el esquema A, un cuerpo magmático con actividad ígnea asociada que genera rocas con una composición similar a la del magma inicial. En B, después de un tiempo, la cristalización y la sedimentación acompañante modifican tanto la composición del magma restante, como la de las rocas resultantes, proceso que se acentúa en C.

¿Hay objeciones y nuevas aproximaciones a esta explicación?

Dos fueron las principales objeciones al modelo inicial de diferenciación magmática basado en sólo los dos mecanismos mencionados hasta aquí, es decir la sedimentación cristalina y la separación por ascenso a lo largo de fracturas.

Esas objeciones fueron, en primer lugar, que el descenso de los cristales ya sólidos en el seno de un magma viscoso, hasta alcanzar el fondo de la cámara sería tan lento que se requerirían muchos millones de años para formar una roca máfica de cierto tamaño. Es por eso que se investigaron otros mecanismos que pudieran segregar los primeros minerales de la serie ya cristalizados, impidiendo que se transformaran en los que les siguen en la secuencia.

Esos mecanismos, además de los mencionados, fueron:

• En una misma cámara magmática la velocidad del enfriamiento no es homogéneo, ya que depende de determinadas condiciones que ya les he relatado en otro post. Eso implica que en determinadas partes de la cámara pueden permanecer fundidos materiales que ya han solidificado en otras.
• También lo inverso es cierto. Grandes masas de rocas pueden fundirse sólo parcialmente en determinadas etapas de su evolución, con lo cual son posibles diferentes composiciones originales como punto de partida del proceso general, y por ende las rocas resultantes también pueden variar en el tiempo. Las razones por las cuales los materiales se funden también fueron explicadas en otro post, y es obvio que en un gran volumen, los puntos críticos de fusión pueden no alcanzarse en el mismo momento geológico.
• Algunos magmas resultan inmiscibles químicamente, y al no mezclarse, cada uno de ellos sigue su propio camino de generación de rocas, con puntos de partida diferentes.
• Algunos magmas que sí se mezclan entre sí, al hacerlo en diferentes momentos pueden complicar todo el curso de la serie de reacción.

La gran conclusión es casi obvia, cada cámara magmática constituye un sistema complejo, con lo cual un modelo lineal no puede explicarlo todo.

La segunda objeción es con relación al origen de los granitos, ya que en el modelo inicial, cabría esperar que bajo un cuerpo granítico extenso, existiera el cuerpo máfico resultante de la sedimentación cristalina de la que hablamos al comienzo. Esto no pudo probarse, salvo en casos muy puntuales.

De allí que se recurriera a otras explicaciones para justificar la existencia de los enormes volúmenes de granito sin relación comprobable con mafitos subyacentes. Esas explicaciones fueron:

• Siendo las áreas subductivas las más proclives a fundir rocas, no debe perderse de vista que en ellas hay un descenso de materiales litosféricos que incluyen sedimentos, metamorfitas y eventualmente también vulcanitas preexistentes, cuya fusión genera nuevamente sistemas muy complejos.
• En el ascenso de materiales magmáticos, habrá siempre un cierto grado de contaminación con los materiales con los que se encuentra en su camino a la superficie, lo cual nos lleva a las preguntas que responderé la semana próxima y que son las siguientes:

¿Alcanza la diferenciación magmática para explicar la gran variabilidad de rocas ígneas que existe?

¿Qué proceso complementa a la diferenciación?

¿Qué es un xenolito?

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Un abrazo y hasta el miércoles. Graciela.

P.S.: La imagen que ilustra el post es de:

Tarbuck, E. J. y Lutgens, F. K. (1999). «Ciencias de la Tierra». Prentice Hall, Madrid. 616 Pág.

Me pasa muchas veces que el exceso de entusiasmo me desborda y me cuesta decidir qué tema tratar primero entre los miles tan apasionantes que la Geología ofrece.

Y debatiéndome en esas dudas estaba, cuando vino en mi auxilio la musa inspiradora que si bien es extrageológica, sabe de Internet más que don Guguel.

Si, ya se dieron cuenta: fue Dayana, quien me sugirió la etiqueta Geología con pochoclo, que yo traduje como Geología en el cine, y ya seleccioné, para empezar, esta película que siempre pensé que merecía un post

Un poco por la historia, un poco más por el protagonista 😀 , pero sobre todo porque uno de los fenómenos geológicos está magistralmente representado.

El título original de la película es Dante´s Peak, en una inteligente alusión al infierno de Dante, pero fue traducido al castellano como La furia de la montaña, con la caprichosa lógica que se emplea casi siempre en las traducciones de la filmografía.

Aunque debo reconocer que pese a lo alejada del título original, la versión en español no deja de ser pertinente, ya que un evento volcánico es de verdad furia desatada.

La película data de 1997, y estuvo protagonizada por Pierce Brosnan (como el geólogo Dr. Harry Dalton) y Linda Hamilton (la alcaldesa de la ciudad en riesgo), mientras que la dirección era de Roger Donaldson.

En su momento fue un éxito de taquilla aunque no de crítica.

A mí me encantó. Pero como no tengo idea de los aspectos técnicos del cine, mi valoración pasa por el fenómeno que allí se observa, que ignoro si es una filmación, una animación, o un efecto obtenido en laboratorio, pero que pinta de manera excelente un flujo piroclástico.

¿Qué es un flujo piroclástico?

Es una de las múltiples formas en que se manifiesta una erupción volcánica.

Por supuesto, en muchos posts iremos conociendo más sobre todos estos procesos, pero hoy estamos haciendo una mirada específicamente sobre lo que ha mostrado una película, y allí estará el acento del análisis de la fecha.

En un post sobre el volcán de Islandia, ya les aclaré que en una erupción hay distintos tipos de materiales: líquidos (lavas), sólidos (piroclastos) y gaseosos.

De la interacción de ellos surgen estos flujos piroclásticos, también conocidos como coladas piroclásticas, nubes piroclásticas o nubes ardientes.

¿Cómo se genera un flujo piroclástico?

Primero aclaremos que magma es todo material fundido alojado en el interior de la tierra, y sometido por lo tanto a altísimas presiones y temperaturas.

Tan pronto como una erupción lo libera hacia la superficie, el descenso de presión y de temperatura es muy acentuado y repentino.

Si el magma original tenía muchos gases disueltos, tales como dióxidos, sulfuros o vapor de agua, al disminuir la presión tienden a formarse burbujas de modo semejante a lo que sucede cuando se destapa una botella de gaseosa o de cerveza o champagne.

Esas burbujas no son otra cosa que los espacios porales que antes ocupaban los gases y quedan vacíos al escapar éstos. Esas burbujas disminuyen la densidad total del material, con lo cual todo el conjunto tiende a levantarse.

Por otro lado, parte del material de la fracción líquida se solidifica por el brusco descenso de temperatura y da lugar a bloques, bombas y lápillis incandescentes.

A su vez, material ya sólido del propio aparato volcánico, finamente desmenuzado durante la explosión volcánica se dispersa generando un sistema coloidal.

¿Qué significa el término coloidal?

En química un coloide, suspensión coloidal o dispersión coloidal es un sistema físico-químico formado por dos o más fases: una de ellas mayoritaria y continua, y la otra, menos abundante y dispersa, en forma de partículas de tamaño inferior a las dos micras. Ese tamaño es el que le confiere el comportamiento distintivo al que le debe el nombre.

En efecto, la palabra coloide proviene del griego kolas que puede traducirse como aglutinante o pegajoso, y precisamente formar agregados o flóculos es una tendencia habitual de las partículas coloidales .

¿Qué tipo de sistemas coloidales pueden estar presentes en un flujo piroclástico?

Las fases que constituyen un coloide pueden presentar cualquiera de los tres estados de la materia, y en el caso del flujo que nos ocupa, generalmente se trata de sólidos dispersos en gas, es decir lo que constituye un aerosol sólido.

¿Cuál es el comportamiento de un sistema piroclástico?

Si las burbujas son suficientes y los materiales muy finos y relativamente livianos, el complejo puede ser levantado y expulsado hasta la estratósfera, donde puede permanecer por semanas en suspensión y /o ser arrastrado por los vientos. Fue lo que recientemente complicó los vuelos durante la erupción en Islandia.

Cuando en cambio los materiales son muy densos, no se elevan y en lugar de hacerlo, ruedan por las pendientes del volcán arrasando con todo a su paso.

En su mayor parte la colada está compuesta por el aerosol sólido, pero puede incluir materiales sólidos de mayor tamaño, tanto de origen en el mismo volcán, como adquiridos durante el descenso por las laderas.

A veces hay algo de lavas discurriendo en el conjunto, que como puede asumirse, es letal y devastador para las construcciones humanas.

¿Qué temperatura puede tener un flujo piroclástico?

Depende de la distancia desde el punto de emisión, pero en éste es de entre 600 y 1200º C.

¿Desde cuándo se conoce este fenómeno?

Si bien su generación, comportamiento y dinámica se ha establecido hace relativamente poco, se conocen descripciones desde la primera centuria de nuestra era: las famosas «hoces de fuego» que mencionaba Plinio para el Vesubio.

Es en su honor que las erupciones donde se alternan explosiones y flujos piroclásticos se conocen como plinianas.

¿En la película «La furia de la montaña», lo que se ve es creíble?

Como ya adelanté al comienzo, el flujo piroclástico es perfecto,

Para más datos, es esa especie de río de humo, gases, y cenizas ardientes que avanza sobre el pueblo a bastante velocidad, quemando, arrasando y sepultando todo a su paso.

Bastante creíble es también el conjunto de señales buscadas por los geólogos para establecer si se acerca o no una erupción. De eso hablaremos en otro post.

Pero el lago acidificado hasta el extremo de destruir un bote y digerir una persona, eso ya es pura fantasía.

Sobre todo porque si los compuestos volcánicos hubieran invadido un lago en concentración tal como para generar esas condiciones, el agua tampoco habría sido suficiente para bajarles la temperatura, y los sobrevivientes (según el guión) habrían muerto calcinados antes de que se produjera la corrosión del bote.

¿El flujo piroclástico que se ve en la película pudo ser la filmación de un hecho real?

Los detalles reales de la factura del film me son totalmente desconocidos, pero sí puedo decirles que existen desde la década del 70 métodos ópticos de registro a distancia segura, como para que algún evento de la vida real se haya usado en la película. Antes de esa fecha, el calor reinante impedía acercarse con las cámaras lo suficiente como para hacerlo posible.

¿Cuál pudo ser el evento retratado en la película?

Probablemente sea la erupción volcánica del Monte Santa Elena del 18 de mayo de 1980 que, si bien no fue la más violenta, sí fue la más mortífera en la historia de los EE. UU, ya que se perdieron 57 vidas humanas.

Pero eso ya merece otro post…

Bueno, espero que esta nueva etiqueta de Geología con pochoclo (pop corn, o palomitas de maíz, para algunos países distintos de Argentina) les haya gustado. Un abrazo, Graciela

P.S.: La foto que ilustra el post es de un sitio de comentarios de cine que se llama Rotten tomatoes (tomates podridos).

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Hoy, como todos los viernes, un post de esparcimiento.

En este caso se trata de una excelente descripción de Islandia y sus fenómenos geológicos, según los relata Morris West (¡nada menos!) en su novela El verano del lobo rojo.

Este párrafo fue extractado del Capítulo 10.

…-¿Alguna vez estuviste en Islandia, seannachie?

-Nunca.

-Alguna vez tendríamos que ir juntos. Un país extraño y feroz, con fuego en el vientre y vapor y fango caliente que salen burbujeando del suelo. Allí el mar es un monstruo…bajíos y corrientes furiosas, y peñas con las cuales nunca soñaste, que se yerguen en la bruma, y la brújula enloquecida, de modo que no sabes si vas o vienes…

Esta alusión a la brújula enloquecida se debe a que los materiales que permanentemente surgen desde las cámaras magmáticas son de carácter básico, con fuerte contenido en minerales ferromagnéticos, y ferrimagnéticos.

Espero que les haya gustado lo que seleccioné para ustedes, tanto como me gustó a mí. Buen fin de semana, y hasta el lunes. Graciela