Ciencias Exactas y Naturales

Pandilla Petit, (preescolar y 1ro. y 2do. año de primaria)

PP – 105 – EN Los volcanes y su erupción

Asesor: Gabriela Nicanor de la Cruz

Autor: Franco Octavio Ramos Garcia

Resumen

A través de los años hemos sido testigos de los constantes cambios y eventos que sufre nuestro plantea, uno de ellos es la actividad volcánica siendo una firme prueba de vida que se concentra al interior del planeta tierra.

México rd tierra volcánica, según el Servicio Geologico Mexicano existen mas de dos mil volcanes, de los cuales alrededor de 42 son reconocidos como tal y solo algunos se encuentran activos.

En esta investigación pretendemos indagar más acerca del proceso de erupción de un volcán, para lo cual es fundamental conocer información que va desde las capas que conforman la tierra hasta los tipos de erupciones que puede presentar un volcán dependiendo su estructura y material interno.

Pregunta de Investigación

¿Porqué hacen erupción los volcanes? ¿Cómo hacen erupción?

Planteamiento del Problema

Constantemente el mundo experimenta fenómenos naturales, uno de ellos es la actividad volcánica que en ocasiones causa asombro, destrucción y temor; frecuentemente los niños desconocemos las causas y procesos que originan que un volcán haga erupción, por lo que es necesario investigar e informar acerca de estos eventos para poder comprender mejor cómo funciona nuestro planeta.

Antecedentes

¿Qué es un volcán?

Mac Donald (1972) Un volcán es aquella superficie terrestre donde la roca fundida o fragmentada por el calor y gases calientes emergen a través de una abertura desde las partes internas de la tierra. Existen varios tipos de volcanes, y por lo tanto, se presentan en muchas formas y tamaños, desde sencillas ranuras hasta colosales montañas con picos prominentes. Según la Agencia Espacial Europea, en la actualidad existen unos 1,500 volcanes activos en la Tierra.

 

Formación de un volcán

Por lo general, los volcanes se forman en los límites de placas tectónicas, aunque hay excepciones llamadas puntos calientes o hot spots ubicados en el interior de placas tectónicas, como es el caso de las islas Hawái.

El 60% de los volcanes activos se encuentra a lo largo del borde de las placas tectónicas y cerca del 90% de todos los volcanes se encuentran en el cinturón de fuego del pacífico.

También existen volcanes submarinos que pueden expulsar el material suficiente para formar islas volcánicas. Se originan por influencia de una bolsa de magma en el interior de La Tierra. La bolsa de magma busca grietas para salir al exterior. Cuando explota el magma, se convierte en lo que nosotros llamamos lava. Cuando la lava está saliendo, con el cambio tan brusco de temperatura se va solidificando. Cada vez que la lava emerge al exterior y se solidifica, va aumentando el cono volcánico.

Los volcanes son una manifestación en superficie de la energía interna de la Tierra. La temperatura y la presión se incrementan a medida que nos acercamos al centro de la Tierra, alcanzándose temperaturas de 5000ºC en el núcleo.

 

Capas internas de la Tierra

Corteza. Es la capa más superficial de la tierra. su espesor varía entre 12 Km en los océanos y 80Km en las zonas montañosas de los continentes. Es una capa rocosa (formado por rocas). Hay corteza oceánica, que es el fondo de mares, océanos y ríos, su espesor varía entre 5 y 10 km, y corteza continental, que sería el resto de la superficie terrestre desde la superficie hasta los 70Km aproximadamente.

Manto. El manto se extiende desde los 35-45 kilómetros hasta los 2.900 km de profundidad, lo que significa aproximadamente la mitad del radio de la Tierra y representa el 87% del volumen total de la Tierra. Constituida por rocas más densas.

Núcleo. Es la parte más interna y más densa de la Tierra. Se encuentra a una temperatura próxima a los 5000 ºC. Debido a esta elevada temperatura, los materiales se comportan como un líquido (núcleo externo); sin embargo, en la zona más profunda se encuentran en forma sólida debido a la elevadísima presión que soportan.

Estructura de un volcán

Ningún volcán es idéntico a cualquier otro, ya que algunos apenas han erupcionado, mientras que otros mantienen una corriente constante de lava, como es el caso del volcán de Hawái. Sin embargo, las características generales de todo volcán son las siguientes:

 

– Cráter: Ubicado en la parte superior y al final de la chimenea. Por ahí se expulsa la lava, los gases y demás materiales. Algunos volcanes tienen más de un cráter.

– Cono volcánico: Es lo que da forma a la estructura, y por lo regular se desarrolla durante el lapso de varios años como consecuencia del depósito y solidificación de los materiales en la superficie.

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

– Fisuras eruptivas: Grietas alargadas por donde puede liberarse lava o gases.

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

Tipos de Volcanes según su actividad

Activos. Son aquellos que hacen erupción con frecuencia o es probable que lo hagan debido a que se registra en ellos actividad volcánica. Entre estos volcanes están aquellos que solo expulsan fumarolas, por ejemplo, volcán Popocatépetl y Pico de Orizaba

– Inactivos/durmientes. En este tipo se incluyen aquellos que, aunque hace mucho tiempo no han hecho erupción y no se ha registrado en ellos frecuente actividad volcánica, podrían “despertar” en cualquier momento, por ejemplo Nevado de Toluca e Iztaccíhuatl

– Extintos. No tienen suministro de magma en su cámara por lo que tienen poca o nula probabilidad de volver a tener actividad, por ejemplo, el Xitle ubicado en el Ajusco Cd. De México. Para que un volcán pueda considerarse extinto deben haber transcurrido miles de años de inactividad.

 Tipos de Volcanes por estructura

Por su morfología los volcanes se pueden clasificar en:

  1. Conos de ceniza.  Son conos relativamente pequeños que como su nombre lo indica están formados por la acumulación de ceniza y escoria. Un cono de ceniza es una colina empinada cónica formada por encima de un ventiladero. Los conos de ceniza son algunas de las formaciones volcánicas más comunes que se encuentran en el mundo. Un ejemplo de este tipo de volcán es el Paricutín ubicado en México y considerado el más joven del mundo pues nació en el año 1943, su actividad duró 9 años y sepulto 2 pueblos

2. Volcanes en escudo.  En casi todos los casos, la comparación de un escudo se hace porque la anchura de estos volcanes es típicamente de alrededor de 20 veces el tamaño de su altura. Se caracterizan por ser grandes montañas, con pendientes suaves, formadas por la superposición de ríos de la lava fluidos. Los volcanes escudo son enormes en tamaño. Están compuestos por muchas capas de flujos de lava. La lava se derrama fuera de un orificio de ventilación central o grupo de orificios de ventilación. Se forma un cono bastante ancho, ejemplo de este tipo de volcán es el Mauna Loa ubicado en Hawai.

3. Estratovolcán. Son grandes y tienen forma cónica con un cráter central, el edificio volcánico está formado por capas sucesivas de depósitos de lava y fragmentos de roca: escoria, arena y cenizas, producto de diferentes erupciones. Por esta razón se les llama compuesto. Estos volcanes a menudo forman impresionantes picos nevados que son superiores a los 2,500 metros (8.6 millas) de altura, 1,000 (621 millas) kilómetros cuadrados en superficie, y 400 kilómetros (249 millas) cúbicos en volumen. Los volcanes compuestos hacen erupción de forma explosiva por el magma viscoso. Cuando el magma es muy viscoso, sube a la superficie, pero obstruye el cráter y el gas queda atrapado. Por lo tanto, la presión aumentará y resulta en una erupción explosiva. Estos volcanes se localizan a lo largo de las zonas de subducción. Ejemplos de estratovolcán son Monte Fuji en Japón y Popocatépetl en México.

 

 

Objetivo

Conocer qué factores originan la erupción de un volcán y los tipos de erupciones que existen.

Justificación

Los niños tienen el interés y curiosidad por conocer más acerca del comportamiento de los volcanes, recientemente el volcán Kilahuea hizo erupción, esto aunado a la frecuente actividad que tiene el volcán Popocatépetl propicia el conocimiento acerca del funcionamiento de la Tierra.

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Hipótesis

Si investigamos las causas que originan la erupción de un volcán, entonces conoceremos como se lleva a cabo el proceso de erupción y tendremos mayor conocimiento del funcionamiento de la tierra.

Método (materiales y procedimiento)

Investigación documental

 

Para extraer información directamente de fuentes bibliográficas visitamos la Biblioteca Pública Municipal no. 1595 de Tultitlán Edo. México

Una erupción volcánica es la expulsión del material procedente de la tierra, puede ser violenta o relativamente tranquila. El material que emite un volcán son principalmente lava, gases, rocas y ceniza.

Al momento de la erupción, un volcán emite diferentes materiales como lava, ceniza, gases venenosos y rocas; éstos últimos dos materiales mezclados en una fumarola reciben el nombre de flujos piroclásticos.

 

Tipos de erupción

 

La forma en la que un volcán entra en erupción depende de qué sucede dentro de la tierra, la temperatura, composición, viscosidad y elementos disueltos de los magmas son los factores fundamentales de los cuales depende el tipo de explosividad y la cantidad de productos volátiles que acompañan a la erupción volcánica.

 

En términos de actividad hay dos tipos de erupciones:

 

Erupciones explosivas. Se caracterizan por la liberación violenta de chorros de gas y cenizas. Estas erupciones se producen cuando la viscosidad y el contenido de sílice es muy elevado (magma ácido), este tipo de magma retiene una gran cantidad de gases, lo cual provoca un aumento de la presión interna, que da lugar a fuertes explosiones.

Suele suceder que un tapón de lava bloquea la chimenea y, cuando esto ocurre, las erupciones son aún más violentas. Las erupciones explosivas pueden enviar rocas, polvo, gases y material piroclástico hasta 20 kilómetros en la atmósfera con volúmenes que suelen llegar a las 100.000 toneladas por segundo, viajando a varios cientos de metros por segundo.

 

Erupción efusiva. La emisión de la lava resulta sin una erupción explosiva significativa. En este tipo de erupciones la emisión o expulsión del magma volcánico está en estado muy fluido y con pocos gases, por lo que sale al exterior en forma de lava o roca fundida y se va esparciendo lentamente. Las erupciones efusivas no presentan tanta cantidad de gases como las erupciones explosivas por lo que son menos violentas y no emiten piroclastos. Los flujos de lava generados por erupciones efusivas varían en forma, grosor, longitud y ancho, dependiendo del tipo de lava, su composición y su densidad. En estos eventos se emiten coladas de gran fluidez que pueden alcanzar varios kilómetros de longitud.

 

Teniendo en consideración los mecanismos más destacados del proceso eruptivo, científicos en vulcanología también han efectuado la clasificación de las erupciones en los siguientes tres tipos: freatomagmáticas, freáticas y magmáticas.

-Freatomagmáticas. Durante este tipo de erupciones, el contenido del volcán es expulsado mediante una contracción térmica al tener contacto el magma con agua. Pueden ser surtseyanas, submarinas y subglaciales.

-Freáticas. El “motor” de las erupciones freáticas es la expansión del vapor. En otras palabras, ocurren si el suelo o el agua fríos tocan el magma o la roca (calientes), por lo que se produce un sobrecalentamiento y fisura de la roca.

Para los fines de esta investigación nos enfocaremos a las de tipo Magmáticas.

 

Erupciones Magmáticas

Las erupciones Magmáticas se producen cuando el magma (roca fundida) emerge a la superficie, ya sea en forma de lava o ceniza y piedra. A continuación, se describen los tipos de erupciones magmáticas.

Erupción Hawaiana

Se caracteriza por una abundante salida de magma bastante fluida, sin que tengan lugar desprendimientos gaseosos explosivos; estas lavas se desbordan cuando rebasan el cráter y se deslizan con facilidad por la ladera del volcán, formando grandes ríos, lagos de lava que pueden recorren grandes distancias. Los gases son liberados en forma tranquila. Las erupciones violentas son raras y los gases pueden impulsar fuentes de lava que llegan a alcanzar los 500 m. de altura.

En este tipo de erupciones, la lava sale a través de una fisura y alimenta los ríos de lava que bajan por la ladera de un volcán. Por esta razón los volcanes de tipo hawaiano son de pendiente suave (volcanes en escudo).

El proceso de este tipo de erupción es de la siguiente forma: El magma formado en las partes superiores del manto asciende por canales hasta la superficie de la Tierra. Por lo general no sale de inmediato a la superficie, sino que se acumula en cámaras magnéticas. Luego a medida que aumenta la presión la lava, debido a sus propiedades físicas, comienza a derramarse lentamente. Este tipo de erupción es característico de los volcanes Mauna Loa y Kilauea en las islas Hawái.

Erupción Estromboliana

Debe su nombre al volcán Stromboli situado en Italia. Se caracterizan por ser explosiones intermitentes de lava basáltica que salen despedidas de un solo cráter o viento y están separadas por periodos de calma de extensión variable. El proceso de cada explosión corresponde a la evolución de una burbuja de gases liberados por el propio magma. El tipo de lava que emite es pastosa con desprendimiento de gases abundantes y violentos.

Porciones de lava, a menudo fundida, pueden ser lanzadas desde el cráter. Los ejemplos más significativos de erupciones de este tipo son los volcanes Stromboli en el mar Mediterráneo y Kiluchevski en Kamchatka.

Erupción vulcaniana

Debe su nombre al volcán Vulcano situado en las islas Lípari en Italia. En este tipo de erupción, La lava se solidifica y tapa la chimenea del volcán, por lo que la presión de los gases aumenta en el interior y posteriormente los materiales son expulsados de manera muy violenta.

La actividad suele comenzar con una erupción freática (vapor) que descarga escombros. La fase principal suele constar de una erupción de magma viscoso, rico en gases volcánicos y que forma una gran nube obscura en forma de hongo. Algunos ejemplos de volcanes que han presentado este tipo de erupción son: Vesubio, Etna y Volcán de Fuego, éste ubicado en Guatemala y el cuál en 2018 hizo erupción causando una gran destrucción y pérdida de vidas.

Erupción Pliniana

Debe su nombre al naturalista romano Plinio El Viejo quien murió durante la erupción del Monte Vesubio en el 79 D.C. Estas erupciones son las más explosivas; la presión de los gases es muy elevada provocando explosiones muy violentas. Forma nubes ardientes que, al enfriarse, producen precipitaciones de cenizas.

El volcán emite lava muy viscosa y la explosión se caracteriza por su excepcional fuerza, continua erupción de gas y la expulsión de grandes cantidad de ceniza. Algunos volcanes de tipo Pliniano son el Teide, el Popocatépetl y el Fujiyama.

Erupción Peleana

Llamada así por la erupción del Monte Pelee en 1902. En este tipo de erupción, La lava se consolida rápidamente y se produce un tapón en el cráter. Como los gases no tienen salida, se crea gran presión dentro del volcán por lo que las paredes llegan a ceder y la lava es expulsada por los costados de los mismos.

Erupción Islándica

En este tipo de erupción, la lava no emerge a través del cono volcánico sino por medio de fracturas en la corteza llamadas fisuras. Estas fisuras permiten la salida de lavas de baja viscosidad que recubren grandes áreas y se originan a lo largo de una dislocación de la corteza terrestre, que puede tener varios kilómetros.

Las lavas que fluyen a lo largo de la rotura son fluidas y recorren grandes extensiones formando amplias mesetas a través de kilómetros de superficie.

Investigación de Campo

 

Para tener un contacto mas cercano en relación al tema de los volcanes, visitamos el Museo Internacional de los Volcanes ubicado dentro del complejo turístico “Hacienda Panoaya” en la localidad de Amecameca de Juárez, Estado de México.

Ahí además de admirar la belleza imponente del paisaje que nos regala de fondo el volcán Popocatépetl e Iztaccíhuatl pudimos conocer más acerca del tema.

Comenzamos un recorrido que en primer lugar nos permitió conocer las capas de la tierra, el núcleo que es el centro de la tierra y que esta formado por metales a muy altas temperaturas; el manto que contiene la mayor parte de la masa de la tierra y que esta constituido de roca fundida conocido como magma cuando se encuentra dentro de la tierra y lava al salir a superficie, y finalmente la corteza que es la capa más delgada midiendo de espesor entre 10 y 60 kilómetros, si la tierra midiera 2.4 metros de diámetro, el grosor de la corteza sería de 6 milímetros.

La corteza está dividida en secciones llamadas placas tectónicas, así como se forman las cuarteaduras en el lodo endurecido, al enfriarse la tierra la corteza se solidificó y se cuarteó produciendo las placas tectónicas. Las grietas entre las placas tectónicas se llaman fallas y es por medio de ellas que sale el magma a la superficie a través de volcanes.

Una erupción volcánica se produce cuando la presión dentro del conducto magmático aumenta hasta ser suficiente para expulsar hacia la superficie materiales del mismo conducto y magma mezclados con gases.

Cada año hacen erupción cerca de 60 volcanes. Afortunadamente la gran mayoría de estas erupciones son pequeñas.

 

 

 

 

Galería Método

Resultados

Gracias a esta investigación hemos observado que los volcanes no hacen erupción de la misma forma y que las causas que originan la erupción varían en algunos casos no se han determinado exactamente.

Las erupciones volcánicas están relacionadas al movimiento de las placas tectónicas,  las placas que se encuentran bajo la litosfera y que se mueven de forma constante, chocando entre sí y fundiéndose para formar magma. Estos cambios en las placas tectónicas producen grandes movimientos de magma y generan presión hacia la corteza, la capa terrestre más externa. Cuando el magma fluye y sube lo suficiente como para llegar a la superficie, arrastra las rocas que encuentra a su paso y las va fundiendo, lo cual sumado a los gases (que crean una gran presión desde abajo hacia arriba) puede producir una erupción muy violenta. Ésto se traduce en una explosión que arroja cenizas y lava solidificada a enormes distancias, alrededor del volcán.

Los vulcanólogos han creado una escala basado en un Índice de Explosividad Volcánica, (en inglés, Volcanic Explosivity Index). Es un indice que va del 0 al 8, siendo el 8 de mayor magnitud o más potente. Basado en los estudios de Newhall y Self (1982), y Simkin y Siebert (1994) es que se ha desarrollado esta escala. Se considera el volumen total de los productos expulsados por el volcán (lava, piroclastos y ceniza volcánica), la altura en la atmósfera que alcanza la nube, la duración de erupción, la inyección de productos hacia la tropósfera y estratósfera, y otros factores del nivel de explosividad.

En la siguiente imagen se muestra una escala de explosividad relativa asociada a la altura resultante de las columnas eruptivas, de los diferentes tipos de erupciones magmáticas. Una erupción más explosiva está asociada a una mayor expulsión de cenizas, agua y gases a la atmósfera.

 

Galería Resultados

Discusión

Conclusiones

Los volcanes tienen diferente comportamiento, por lo que su proceso de erupción varia uno de otro, sin embargo, el detonante principal en la mayoría de los volcanes es la presión generada en el interior por el magma, la temperatura, los gases volcánicos y que aunado al choque de placas tectónicas finalmente producen una erupción.

La mayoría de los volcanes se encuentran en el llamado “cinturón de fuego del pacífico” que es donde se unen las placas tectónicas, que como observamos a lo largo de la investigación es a través de esas divisiones o fisuras donde emergen los volcanes.

México es un país rico en materia de vulcanología, actualmente contamos con 14 volcanes activos, tenemos al volcán más joven y al más pequeño del mundo: el Paricutín ubicado en Michoacán y Cuexcomate en Puebla. También podemos encontrar la majestuosidad de nuestro estratovolcán activo Popocatépetl.

El hecho de hablar de erupciones volcánicas genera temor e incertidumbre en las personas, pero ante todo es necesario mantenernos informados y tomar acciones de prevención.

Durante el recorrido en el Museo de los Volcanes pudimos observar los materiales producto de erupciones volcánicas la mayoría utilizadas para la construcción. Por ejemplo: arena volcánica obtenida de las fumarolas de un volcán y es utilizada para pavimento y concreto; gravilla siendo la parte más pesada de la fumarola por lo que solo cae alrededor del volcán y es ideal para las cubiertas de terracería y el block; piedra de tezontle rojo y negro que es la espuma de la lava del volcán que quedó en la tierra, es una piedra ligera ideal para la base de las carreteras; cantera volcánica formada por la lava que cae en la tierra, es una piedra pesada ideal para la base de construcciones.

En nuestra localidad ha llegado a presentarse caída de ceniza proveniente de el Volcán Popocatépetl, por lo que es importante seguir las siguientes recomendaciones: proteger ojos, nariz y boca, evitar hacer ejercicio, cerrar puertas y ventanas y sellar con trapos húmedos las rendijas y las ventilas, para limitar la entrada del polvo a casas y edificios. Si la ceniza se moja, aumentaría de peso como si fuera una losa de cemento, por lo que no debemos tratar de quitarla con agua.

Como dato: 1 centímetro de espesor de ceniza seca, en un metro cuadrado, pesa hasta 20 kilogramos.

Bibliografía

https://bibliotecadeinvestigaciones.wordpress.com/ciencias-de-la-tierra/geologia/los-volcanes/

 

https://www.geoenciclopedia.com/volcanes/

 

https://ecoexploratorio.org/amenazas-naturales/volcanes/tipos-de-volcanes-y-erupciones/

 

Para comprender la Tierra, Fortín Fencoi – Bogotá,  Panamericana Editorial, 2006

 

Los Porqués de Nuestro Mundo, Grump J. Donald – USA, National Geographic Society edición en español. 1993.

Summary

I´m interested in the topic to know what causes an eruption, to know the different types of volcanoes and eruptions.

Research Question

Problem approach

Background

Objective

To know what factors cause the eruption of a volcano

Justification

Hypothesis

Method (materials and procedure)

Results

Discussion

Conclusions

Bibliography