11

Tema 4: Magmatisme

Realitzat: professor Albert Batllori

22

Tema 4: Magmatisme

4.1 Roques líquides4.2 Muntanyes de foc

33

4.1. Roques líquides

Les roques es fonen segons el seu punt de fusió. La massa fosa s’anomena magma (conté mineral, fonamentalment silicats, gasos, sulfurs, etc.)La presència d’aigua i gasos fa disminuir el punt de fusió

Les temperatures dels magmes oscil·la entre 650oC i 1.500oC

44

4.1. Roques líquides1.1 Viscositat dels magmes

Magma basàltic fluid

L’estudi de la viscositat serà important per què ens dóna:• Velocitat de solidificació• Explosivitat i dinàmica

Cal tenir en compte 4 factors:1. Temperatura: quan més elevada menys viscositat2. Pressió: com més pressió en origen (continental) més viscositat3. Gasos dissolts: com més gasos (oceànics) menys viscosos

55

4.1. Roques líquides1.1 Viscositat dels magmes

Magma neutre

4. Composició química en silicats:* Màgmes àcids [Si] > 65% Derivats de granit* Magmes neutres 55% < [Si] < 65%* Magmes bàsics [Si] < 55% Derivats basàltics

66

4.1. Roques líquides1.2 Localització dels magmes a la Terra

1. Zones de subducció oceà-oceà (arc d’illes volcàniques)2. Zones de subducció oceà-continent (arc de volcans continentals)3. Zones de dorsals i rift4. Hot Spots oceànics (Hawai) i continentals (Yellowstone)

77

4.1. Roques líquides1.3 Formació del magma

Es forma per 3 processos:

1. Augment de temperatura: per fregaments i descens de material (zones de subducció)

2. Descens de pressió: masses molt calentes i poc denses ascendeixen per fractures i es passa a l’estat líquid (dorsals, rift i Hot Spot)

3. Presència de fluids: en augmentar la pressió, en subduir-se el material, s’allibera aigua, aixó fa que disminueixi el punt de fusió de les roques continentals adjacents que es fonen (zones oceà-continent)

88

4.1. Roques líquides1.4 Tipus de magmes (segons el seu origen)

a) Magmes primaris: conserven la composició de la roca que els ha originat. Hi ha dos grans grups:

1. Granítics: fusió de materials de l’escorça continental molt rics en sílice (SiO2)

2. Basàltics: pobres en concentració de sílice.* Toleítics (dorsals oceàniques)* Alcalins (Hot Spot oceànic)* Calcoalcalins (subduccions oceà-oceà)

99

4.1. Roques líquides1.4 Tipus de magmes (segons el seu origen)

b) Magmes secundaris: els més abundants per què freqüentment hi ha processos de mescla, diferenciació o assimilació de roques envoltants

* Mescla: dos o més cambres s’uneixen* Diferenciació: alguns minerals abans de sortir poden

haver-se consolidat i no estiguin en el magma final.* Assimilació: el magma fon part de les roques

encaixants incorporant-les al magma final que surt.

1010

4.1. Roques líquides1.5 Estructures originades pels magmes

Els components d’un magma quan augmenta la seva temperatura augmenten al seu volum i, en conseqüència, tenen tendència a ascendir

Factors a tenir en compte:1. Profunditat: Com més fondària més pressió litosfèrica i més problemes per ascendir.2. Presència de fractures: poden provocar un ascens molt ràpid3. Viscositat: si és elevada l’ascens es fa més difícil.

1111

4.1. Roques líquides1.5 Estructures originades pels magmes

1. Sills2. Filó3. Lacòlit4. Batòlit o stocks (>100 km2)

Si les roques pugen lentament i abans d’arribar a la superfície ja s’han solidificat, s’anomenen roques intrusives i generen diferents formes:

1212

4.2. Muntanyes de foc

1. Volcà actiu: emeten lava i gasos2. Volcà apagat o dorment: pot

entrar en erupció, en la cambra magmàtica encara hi ha material fos

3. Volcà extingit: en les seves càmbres ja no hi queda magma

1313

4.2. Muntanyes de foc 2.1 Anatomia d’un volcà

1. Cràter: obertura superior per on surten els productes volcànics

2. Con volcànic: superposició de capes de material volcànic sòlid

3. Con lateral o adventici

5. Xemeneia central o lateral: escletxa per on surt el material

4. Cambra magmàtica: espai on està el material fos i els gasos suportant una pressió i temperatura elevades

1414

4.2. Muntanyes de foc 2.2 Productes volcànics: Lava

1. Productes líquids: Les laves més efusives o líquides (elevada temperatura i baix contingut en sílice) viatgen per al pendent per gravetat i viatgen a més velocitat (20 km/h) que les més viscoses

Dom de lava basàltica en zona oceànica

1515

4.2. Muntanyes de foc 2.2 Productes volcànics: Gasos

La sortida de gasos és un indicador d’una propera explosió

2. Productes gasosos: En una explosió poden arribar els gasos fins l’estratosfera. Solen ser molt diversos i, a més de contenir diverses concentracions de vapor d’aigua entre 60-90%, contenen CO2, SH2, SO2, SO3 principalment

1616

4.2. Muntanyes de foc 2.2 Productes volcànics: Piroclasts (cendres)

3. Productes sòlids o piroclasts: • si són inferiors a 0,06 mm s’anomenen pols i poden romandre a l’atmosfera molts anys per ser coloïdals.

• si són de textura argilosa < 0,2 mm poden ser tranportades pel vent a grans distàncies, enfosquir l’atmosfera, caure a determinats llocs i s’anomenen cendres o tephra

1717

4.2. Muntanyes de foc 2.2 Productes volcànics: Piroclasts (cendres)

En algunes ocasions es generen, per la gran quantitat de cendres i aigua, un núvol ardent amb cendres incandescents que circulen per el pendent del volcà a uns 100-200 km/h que arrasen tot el que es troben

1818

4.2. Muntanyes de foc 2.2 Productes volcànics: Piroclasts (cendres)

Lahar: són corrents de cendres i material volcànic que quan se saturen d’aigua (pluja, contacte amb llacs o neu fosa) descendeixen inundant grans espais. Poden ser molt destructius

1919

4.2. Muntanyes de foc 2.2 Productes volcànics: Piroclasts (Lapil·li)

Lapilli: material piroclàstic de mida intermèdia (2-10 mm) que s’acumula no molt lluny del cràter, normalment forma part important del volcà. Pot emmagatzemar-se molt metres i és un recurs (gredes) doncs és un material amb sals, molt porós i amb capacitat de retenir aigua

2020

4.2. Muntanyes de foc 2.2 Productes volcànics: Bombes volcàniques

Bombes: si són més grans de 50 mm. Si tenen un vol llar agafen formes aerodinàmiques o fusiformes. Si es solidifiquen en el terra es coneixen com escòria

2121

4.2. Muntanyes de foc 2.3 Estructures volcàniques: (escut)

La forma d’un volcà depèn en gran manera de la viscositat del magma

a) Volcà en escut: acumulació de colada de lava molt fluida

2222

4.2. Muntanyes de foc 2.3 Estructures volcàniques: (estratovolcà)

b) Volcà compost o estratovolcà: con integrat per superposició i alternança de capes de lava i piroclasts. Es forma en volcans de prolongada explosió i de lava neutre

2323

4.2. Muntanyes de foc 2.3 Estructures volcàniques: (banyó o

dom)

c) Volcà en dom o banyó: El magma és molt viscós i després de l’explosió solidifica en els eu interior i surt un dom àcid viscós.

2424

4.2. Muntanyes de foc 2.3 Estructures volcàniques: (banyó o

dom)

c) Volcà en dom o banyó: Amb freqüència la cambra es buida amb l’explosió i el sostre s’enfonsa deixant una depressió molt ample de forma circular o el·líptica amb forma de caldera.

2525

4.2. Muntanyes de foc 2.4 Fases de l’erupció d’un volcà

1. Fase inicial: sortida de gasos i petits tremolors2. Fase paroxismal: explosions amb sortida de productes

volcànics3. Fase terminal: cada vegada la sortida és més esporàdica i

menor volum fins que entre en repós

2626

4.2. Muntanyes de foc 2.5 Tipus d’activitat volcànica

Per avaluar el risc es va fer un índex (IEV o VEI índex d’explosió volcànica) que és més alt com més sílice i aigua hi hagi. Per això es va tenir en compte:

* volum de material emès* volum de piroclasts llançats* alçària de la columna eruptiva* durada de l’erupció

IEV Denominació Predomini en Tipus d’edifici les emissions construït

0-1 Hawaiana Colades de lava Escut volcànic1-2 Estromboliana Piroclasts i colades Con típic2-4 Vulcaniana Colades i piroclasts Volcà compost4-8 Pliniana Núvols ardents Dom (alt i vertical)5-8 Ultrapliniana Núvols ardentsCaldera

2727

4.2. Muntanyes de foc 2.5 Tipus d’activitat volcànica: Hawaià

Lava fluida que s’alibera mansament. Nèixen en els fons oceànic

2828

4.2. Muntanyes de foc 2.5 Tipus d’activitat volcànica: Hawaià

Forma volcà en escutHawai correspon a un Hot Spot fixe oceànic

2929

4.2. Muntanyes de foc 2.5 Tipus d’activitat volcànica: Estrombolià

Lava menys fluides. Els gasos ja tenen alguns problemes per sortir i ho fa de forma més o menys contínua a la vegada que poden sortir a intèrvals piroclasts

3030

4.2. Muntanyes de foc 2.5 Tipus d’activitat volcànica: Vulcanià

Lava poc fluida, els gasos ja surten en petites explosions que expulsen quantitats importants de cendres amb colades.

3131

4.2. Muntanyes de foc 2.5 Tipus d’activitat volcànica: Plinià

La lava és tan viscosa que no corre sinó que tapona la sortida. Això genera fortes explosions amb molta sortida de material

3232

4.2. Muntanyes de foc 2.5 Tipus d’activitat volcànica: Ultraplinià

Lava tan densa que sol explotar i s’enfonsa la cambra en buidar-se en molt poc dens

3333

4.2. Muntanyes de foc 2.6 Altres fenòmens volcànics: Colades fissurals

La lava molt fluida surt al llarg de fractures (fins a 25 km de llargada i 15m d’amplada). Típic d’Islàndia

3434

4.2. Muntanyes de foc 2.6 Altres fenòmens volcànics: Hidrofreàtics

Quan hi ha entrada d’aigua a la cambra o aquesta entra en contacte amb una massa important d’aigua, aquesta s’evaporitza i s’afageix a la pressió dels gasos provocant fortes explosions.

Cas del Krakatoa

3535

4.2. Muntanyes de foc 2.7 Vulcanisme atenuat: fonts termals

L’aigua freàtica escalfada sorgeix en algun punt

3636

4.2. Muntanyes de foc 2.7 Vulcanisme atenuat: Guèisers

Fonts periòdiques de vapor d’aigua que bulleig. En omplenar-se la cavitat l’aigua va augmentant de temperatura fins que la part inferior es converteix en gas i expulsa l’aigua de la cavitat.

3737

4.2. Muntanyes de foc 2.7 Vulcanisme atenuat: Fumaroles

Cràters amb sortida de gasos rics en CO2 i Òxids de sofre

3838

4.2. Muntanyes de foc 2.7 Vulcanisme atenuat: Fumaroles marines

L’aigua escalfada sorgeix amb una quantitat elvada de compostos sulfurats que permet una vida microbiana peculiar i altres organismes que viuen d’aquesta font d’energia

3939

4.2. Muntanyes de foc 2.7 Vulcanisme atenuat: Bombolles de fang

L’alta temperatura fon el material argilós superior i apareixen bombolles o volcans de fang