Divulgación y enseñanza de la ciencia

PK-DC-168-AG Los volcanes y el cambio climático.

Acción por el clima

Asesor: ROSALIA ORNELAS ENRÍQUEZ

Pandilla Kids (3ro., 4to., 5to. y 6to. Año de primaria)

Equipo [Xareni Maylen Enríquez Cibrian. ]

Resumen

Resumen

Un volcán es una grieta de la superficie terrestre por la cual salen materiales incandescentes procedentes del interior de la Tierra. La Tierra tiene cerca de 1500 volcanes activos los cuales tienen un efecto en el clima del globo terrestre.

Pregunta de Investigación

¿Las erupciones de los volcanes tienen alguna afectación en el cambio climático?.

Planteamiento del Problema

Las erupciones volcánicas causan alteración y/o destrucción del ecosistema del lugar donde se origina, lo que de forma indirecta contribuye en el calentamiento global y en el cambio climático.

Antecedentes

  1. Antecedentes

Origen del término volcán

 El término Volcán tiene su origen en una isla italiana del nombre “Vulcano”. La isla pertenece a las Islas Liparias en el Mar Mediterráneo. En la mitología romana, se pensaba que esta isla era la chimenea de la fragua del Dios romano del Fuego Vulcanus.  Vulcanus (también Volcanus, Vulkan) es el Dios romano del Fuego y de la herrería.

Los volcanes

Un volcán es una grieta de la superficie terrestre por la cual salen materiales incandescentes procedentes del interior de la Tierra.

Los volcanes son montañas de forma cónica. Sin embargo, no todos los volcanes son altas montañas ni conos perfectos; en muchas ocasiones, se encuentran bajo el mar y su aspecto externo es el de una grieta.

En un volcán se pueden distinguir las siguientes partes:

Fig.1. Conformación de un Volcán

Cráter: orificio superficial por el que salen los productos volcánicos.

Cono volcánico: elevación formada por la acumulación de los materiales volcánicos en torno al cráter. En las laderas del cono principal pueden formarse conos secundarios.

Chimenea: conducto que conecta la cámara magmática con el cráter; por él se produce la salida del magma.

Fisuras eruptivas: por donde sale a la superficie el magma. En algunas circunstancias, en lugar de salir por la chimenea central, la lava se derrama por fisuras que pueden extenderse a lo largo de varios kilómetros sobre la superficie de la tierra.

Cámara magmática: depósito en que se acumula el magma antes de su salida al exterior.

Otros conceptos importantes:

Magma: Masa mineral de las profundidades de la tierra, en estado viscoso, por el calor y cuya solidificación da origen a las rocas eruptivas.

Lava: Materias derretidas o en fusión que salen de los volcanes durante la erupción.

Fumarolas: Son emisiones de gases de las lavas en los cráteres.

Geiser: Son pequeños volcanes de vapor de agua hirviendo.

Domos: acumulación de lavas derivadas de magma muy viscoso sobre la misma boca eruptiva que se enfría y puede llegar a taponar la boca.

Roca sedimentaria: Material sólido más o menos compacto, originado en los procesos exógenos existentes en la corteza terrestre.

Los volcanes pueden ser activos, inactivos o extintos. Los volcanes activos son volcanes que han tenido erupciones recientes o se espera que tengan erupciones en el futuro cercano. Los volcanes inactivos ya no producen erupciones, pero pueden volver a aparecer en el futuro. Los volcanes extintos probablemente nunca estallarán de nuevo.

¿Qué causa los Volcanes?

Los volcanes ocurren cuando el material significativamente más caliente que su entorno entra en erupción en la superficie de un planeta o luna desde su interior. En la Tierra, el material erupcionado puede ser roca líquida (“lava” cuando está en la superficie, “magma” cuando está bajo tierra), cenizas, cenizas y / o gas. Hay tres razones por las que el magma podría elevarse y causar erupciones en la superficie de la Tierra.

Fig. 2. Los volcanes en la Tierra se forman a partir del magma ascendente. Magma se levanta de tres maneras diferentes.

El magma puede elevarse cuando los pedazos de la corteza de la Tierra llamados placas tectónicas se alejan lentamente uno del otro. El magma se eleva para llenar el espacio.

Tipos de Volcanes

Los volcanes se distinguen dependiendo de su forma, del sistema de suministro de magma, lugares de su ocurrencia, forma de actividad y estado. A continuación, se presentan algunos ejemplos clasificados de acuerdo a su forma exterior:

  • Volcán compuesto (estratovolcán).

Un estratovolcán o volcán compuesto tiene una forma exterior cónica con flancos empinados y se compone de capas de lavas y piroclastos (ceniza, bombas, etc.) alternándose.

Son estructuras que pueden alcanzar 8000 metros de altura y generalmente tienen un cráter en la cima, el cual puede contener un conducto o varios.

Ejemplo en México: Popocatépetl, Colima y Pico de Orizaba.

  • Volcán escudo

Un volcán escudo se construye sucesivamente de lavas fluidas (basálticas) que van formando un edificio con poca pendiente (máx. 7 Grados) en forma de escudo. Estos volcanes se construyen lentamente, cuando la lava sale del conducto central (o grupo) hacia todas direcciones y luego se enfría para formar capas con ángulos suaves. De esta manera se pueden construir edificios de grandes dimensiones.

Ejemplo: Mauna Loa (Hawaii).

  • Caldera volcánica

Una caldera volcánica se puede formar por erupciones explosivas o por el colapso de cámaras magmáticas someras, las cuales han sido vaciadas durante erupciones anteriores.

Ejemplo: Caldera Aniakchak, Alaska.

  • Volcán Somma

El volcán somma es una caldera volcánica que ha sido ocupada por un nuevo cono central, es decir, se construye un nuevo edifició volcánico dentro de la caldera. El nombre proviene del Monte Somma, un estratovolcán en el sur de Italia.

Ejemplo volcán somma: Monte Vesubio.

  • Volcán Tuya

Los volcanes subglaciales, denominados “Tuya”, se forman cuando lava se emite por debajo de un glaciar; al entrar en contacto con el glaciar se forman capas almohadilladas. El hielo se derrite lentamente, la lava se endurece y se forma una capa de hyaloclastitoHyaloclastito La hialoclastita es una brecha de origen volcánico rica en vidrio volcánico que se forma en erupciones bajo agua o hielo. La mayoría de las partículas son lapillis o cenizas.. Una vez el hielo se derritió por completo, la lava que sigue saliendo se apila, ya que el volcán está rodeado por hielo, formando así montañas con cimas planas y flancos casi verticales.

Ejemplo: Herðubreið (Este de Islandia).

Peligros de una erupción Volcánica.

Una erupción volcánica es uno de los espectáculos naturales más fascinantes, pero conlleva peligros potenciales, ya que implican cambios drásticos que pueden alterar tanto tierra y agua a decenas de kilómetros alrededor de un volcán, incluso provocar cambios en el clima.

Cuando ocurre una erupción, las personas que viven cerca de un volcán tienen que abandonar sus tierras y casas. Incluso, a grandes distancias ésta pueden afectar de manera directa o indirecta siembras, sistemas de transporte, industrias, pueblos y ciudades a causa de la ceniza, lahares e inundaciones.

Entre los peligros volcánicos se encuentran: gases, flujos de lava, flujos piroclásticos, tefra (ceniza), avalanchas, etc.

  • Caída de tefra (piroclastos)

Durante las erupciones explosivas, es expulsado material piroclástico (y tefra).

La tefra es transportada a distancias cortas desde su emisión; sin embargo, puede circular alrededor de la Tierra una vez emitidas hacia la atmósfera superior, lo que puede provocar el bloqueo de la luz solar y así causar un enfriamiento global. Durante las erupciones fuertes, la ceniza obscurece tanto el cielo, que el día se convierte en noche.

También, la ceniza (y tefra) se acumula en las calles, en los techos de viviendas y otros tipos de construcciones, lo que puede llevar al colapso de éstos (especialmente durante la caída de lluvia). Si la ceniza se inhala, existe la amenaza de una asfixia, ya que la ceniza se mezcla con la humedad del pulmón para formar una masa similar al concreto.

  • Flujos Piroclásticos

Los flujos piroclásticos se forman cuando se rompe una parte de un domo de lava y una mezcla de gas liberado, cenizas y pedazos de lava se mueve rápidamente ladera abajo. En el interior del flujo existen temperaturas de cientos de grados (ca. 400-800) y se mueven con una velocidad de varios cientos de km/hr. Además, pueden llegar a distancias de decenas de kilómetros, a lo largo de los valles y pueden superar algunos obstáculos. También existen flujos piroclásticos que se forman a partir del colapso de columnas eruptivas..

Cualquier tipo de flujo o oleada piroclástica representa una amenaza mortal, ya que por su velocidad y temperatura destruyen todo a su paso.

  • Flujos de lava

Lava es roca fundida que sale de un volcán. Los flujos de lava normalmente se mueven lentamente, por lo que las personas se pueden alejar a pie, pero en algunos casos existes lavas muy poco viscosas que pueden alcanzar algunas decenas de km/hora. Los flujos de lavas representan una amenaza para todo tipo de vegetación e infraestructura, ya que son difíciles de parar.

Lahares

Lahares se pueden formar cuando material piroclástico suelto, que se acumula en los flancos de un volcán, se mezcla con agua (que puede provenir de glaciares, lluvias fuertes, lagos cratéricos) para formar flujos de lodo (o de escombros). Estos flujos pueden inundar valles a grandes distancias de su origen (decenas a hasta cientos de km) y se mueven a velocidades de hasta 80 km/hr. Los lahares pueden formarse durante una erupción o tiempo después de ésta.

Estos flujos representan severas amenazas, ya que lo que encuentran en su camino está siendo enterrado o llevado.

  • Gases volcánicos

La mayoría de los gases que se sueltan durante erupciones volcánicas es vapor de agua; pero igualmente se produce dióxido de carbono, dióxido de azufre, ácido sulfhídrico, gas de flúor, fluoruro de hidrógeno y otros gases. Dióxido de carbono no es un gas tóxico, pero ya que es más pesado que el aire y no tiene olor ni color puede asfixiar personas y animales cuando se acumula en depresiones.

Dentro de lagos cratéricos se puede acumular este tipo de gases volcánicos, los cuales primero se encuentran disueltos en el agua, pero pueden liberarse repentinamente después de sismos o por una erupción. Los gases liberados se mueven ladera abajo (son más densos que el aire) y pueden amenazar la vida de personas y animales cercanos.

Los gases dióxido de azufre y ácido sulfhídrico tienen un fuerte olor y ambos irritan fuertemente y dañan ojos, nariz, garganta y pulmones. Además si aerosoles de azufre alcanzan la atmósfera superior, pueden bloquear la luz del sol e interfieren con el ozono, lo que causa efectos a corto y largo plazo en el clima.

  • Avalanchas de escombros/Movimientos de terreno (Landslides).

Los volcanes compuestos, o estratovolcanes, que construyen conos con flancos empinados, pueden llegar a desestabilizarse, lo que produce un colapso parcial del edificio, creando avalanchas (masas de roca que se mueven deslizándose). Las avalanchas pueden convertirse en lahars (al mezclarse con agua).

Fig.3. Erupción volcánica

  Afectación de los volcanes al cambio climático.

Más allá de los cuantiosos costes materiales y el riesgo evidente para las poblaciones afectadas, las erupciones volcánicas también tienen consecuencias climáticas y medioambientales. La pregunta es ¿hasta qué punto afecta al cambio climático?.

Si aplicamos la lógica, se podría pensar que la expulsión de grandes cantidades de magma fuera de la corteza terrestre podría traducirse en un aumento súbito de las temperaturas. Pero la realidad es algo más compleja. Si bien es cierto que los volcanes expulsan a la atmósfera gases de efecto invernadero, como el CO2, cabría recordar que  también desprenden otro tipo de gases cuyo efecto es el contrario.

Cenizas de dióxido de azufre, las cenizas caen rápidamente desde la estratosfera y se eliminan en días o semanas, pero ni tienen efectos notables sobre el clima, aunque sí afectan a la biodiversidad. Por ejemplo, además de causar estragos en el tráfico aéreo, el cocán Eyjafjallajökull el 2010 una elevada contaminación en los acuíferos y una rápida proliferación de plancton en el océano, aunque no se detectaron consecuencias notables ni en el clima, ni en la región, ni en el planeta a escala global.

Y es que, si bien es cierto que los volcanes expulsan a la atmósfera grandes cantidades de CO(dióxido de carbono, un gas de efecto invernadero), también arrojan otros gases.

Así pues, el principal impacto de las erupciones en el clima está relacionado con la conversión de ese dióxido de azufre en ácido sulfúrico (H2SO4), un componente que se condensa rápidamente en la estratosfera para formar una capa de aerosoles que reflejan la radiación del Sol hacia el espacio, contribuyendo así al enfriamiento de la troposfera, la capa más baja de la atmósfera terrestre. “Estos aerosoles se instalan en las capas medias y altas de la atmósfera terrestre, provocando un descenso brusco de las temperaturas que pueden llegar hasta los 2 grados centígrados”, explica el vulcanólogo José Luis Barrera a National Geographic España.

Aunque es cierto que el dióxido de azufre liberado en las erupciones volcánicas contemporáneas ha causado ocasionalmente un enfriamiento global detectable de la atmósfera inferior, el dióxido de carbono desprendido en las erupciones contemporáneas nunca ha causado un calentamiento global detectable. La mayoría de los estudios científicos sobre las emisiones globales de dióxido de carbono volcánico indican que los volcanes superficiales y submarinos actuales liberan menos de un porcentaje del dióxido de carbono que las actividades humanas. Aunque se cree anteriores episodios del pasado geológico del planeta sí que provocaron un aumento del calentamiento global, y posiblemente algunas extinciones masivas, todavía no se tiene suficiente documentación científica al respecto.

Las estimaciones científicas publicadas sobre la tasa de emisión global de COde todos los volcanes terrestres y submarinos sitúan las emisiones de estos fenómenos dentro de un rango de 0,13 a 0,44 gigatoneladas a por año. Se calcula que en 2019 la emisión antropogénica de CO2 alcanzaron más de 30 gigatoneladas CO2 una cantidad casi 70 veces superior.

Se podría decir que los volcanes sí contribuyen a expulsar gases de efecto invernadero (responsables del calentamiento mundial), aunque en una proporción mucho menor de la que hacemos los humanos.

Es necesario modificar el concepto, muy arraigado, de que un volcán es una catástrofe y empezar a comprender y asimilar que el volcán es fuente de recursos que renueva periódicamente mediante erupciones. Esto explica por qué la gente, desde hace miles de años, ha vivido en áreas volcánicas, dada la riqueza que posee de buenos suelos para la agricultura, minería, turismo, etc.

Objetivo

Investigar sobre los volcanes y sus implicaciones en el cambio climático.

Justificación

Las imágenes tan impactantes que vi en noticias y redes sociales sobre la erupción del volcán de Cumbre Vieja de La Palma de España,  que se abren paso destruyendo casas, parques, escuelas, carreteras, rumbo a desembocar en la mar me impactaron y me pregunte si la erupción de un volcán es producto del cambio climático y que efecto tiene en el mismo.

Hipótesis

Si un volcán hace erupción, entonces afecta en el cambio climático.

Método (materiales y procedimiento)

Se realizó una investigación documental a través de diversas fuentes de investigación libros, artículos de internet y revistas. Así mismo se realizó entrevista sobre lo que conocemos de un volcán y se trató de llevar a cabo una visita al volcán de Orizaba, Veracruz en el mes de diciembre, pero no fue posible concretarla y se observó desde carretera.

Galería Método

Resultados

En las entrevistas se identificó que las personas no conocen con claridad la diferencia entre lava y magma y  que no saben cómo está constituido un volcán. Me explicaron de las afectaciones de la caída de ceniza ya que es lo que ha llegado a caer cuando el volcán de Popocatépetl emite fumarolas y piensan que si afecta al cambio climático y la contaminación.

Fig.4. Entrevista

Fig. 5. Volcán de Orizaba

Galería Resultados

Discusión

Se determinó que las erupciones volcánicas no afectan el cambio climático aunque si causan afectación en los ecosistemas en el momento de la actividad volcánica.

Conclusiones

Como conclusión se podría decir que los volcanes sí contribuyen a expulsar gases de efecto invernadero que general el calentamiento global , aunque en una escala menor a los gases que producimos en las actividades humana; es decir, el ser humano sigue siendo el principal responsables del cambio climático.

Las erupciones volcánicas son un proceso de la naturaleza para general un equilibrio en la misma; un volcán representa naturalmente riesgo pero si como seres  humanos,  no nos instalamos muy cerca de cráteres o en medio de zonas volcánicas, podremos reducir los riesgos al máximo.

Así mismo, también podríamos considerar los beneficios  que los volcanes tienen en la fertilidad de los suelos para la agricultura y minería, así como la actividad turística que representa un paisaje de esta naturaleza.

Por ultimo, es importante seguir generando conciencia sobre la huella de carbono que cada ser humano realiza y realizar acciones para reducirlas, lo que si causa un efecto directo en el cambio climático.

Bibliografía

Información tomada de:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Summary

Research Question

Problem approach

Background

Objective

Justification

Hypothesis

Method (materials and procedure)

Results

Discussion

Conclusions

Bibliography