3.6: Roca ígnea volcánica

1. CO₂ volcán

1. Llenar un recipiente de plástico con un cuello fino (botella de un refresco de 16 oz por ejemplo) sobre medio lleno con agua tibia.
2. Enterrar la botella debajo de modelado de arcilla o masa, dejando sólo el cuello (apertura) de la botella expuesta, simulando la estructura de un volcán.
3. Añadir unas gotas de líquido (para hacer el líquido espumoso y probabilidades de producir burbujas).
4. Con un pedazo doblado de papel como un embudo, agregue 4 cucharaditas (aproximadamente 15-20 mL) de bicarbonato de sodio.
5. Gradualmente agregue vinagre tinto para el envase de plástico. Si usa una botella de refresco de 16 oz, añadir 8-10 onzas de vinagre. Añadir el vinagre al envase hasta que comience a entre en efervescencia.
6. Si lo desea, el contenedor de una "erupción violenta" del corcho o dejarlo descorchado de una erupción más quieta.

2. lava y

1. Parafina caliente en un plato caliente por lo que se convierte en un fluido viscoso.
2. Tomar una sección delgada de cartón y doblar en forma curvas y canales de varias formas. Vierta la parafina líquida sobre la superficie de cartón inclinada. Como los flujos de parafina sobre la superficie irregular se formará una capa de espesor variable, como se verían en un flujo de lava real.
3. Después de que la parafina se ha enfriado y solidificado, repita el proceso dos o tres veces, para simular la lava sucesivos flujos.

La roca volcánica es un tipo específico de roca ígnea que se forma cuando el magma rompe la superficie y se solidifica en el ambiente subaéreo. Su estudio proporciona información sobre la actividad volcánica pasada y, posiblemente, futura.

El magma es roca líquida, que se produce dentro de la Tierra y alcanza temperaturas de 800 a 1.200 μC. Hay tres mecanismos principales de producción de magma: adición de calor, adición de volátiles o descompresión. Cada uno de estos diferentes tipos de fusión produce tipos específicos de magma y, por lo tanto, genera volcanes con diferentes estilos y estructuras eruptivas. Este video ilustrará las diferencias entre los tipos de deposición de lava a pequeña escala usando cera de parafina, y los diferentes tipos de erupción usando una demostración basada en CO2.

Los magmas altamente viscosos con alto contenido volátil tienden a producir las erupciones más explosivas, en comparación con los magmas de baja viscosidad y bajo contenido volátil, que generalmente producen las erupciones más inactivas.

En las erupciones inactivas, la lava fluye desde la ladera del volcán o hacia afuera de las fisuras. Los flujos de lava suelen moverse lentamente y, como tales, pueden causar daños a la propiedad, pero rara vez la pérdida de vidas. Por el contrario, las reacciones más explosivas dan como resultado que el magma, la roca y el gas, conocidos colectivamente como "material piroclástico", sean expulsados del volcán.

El tipo de manto que se derrite y el grado de fusión pueden afectar la composición del magma. El magma resultante formado afectará al volcán resultante producido y al tipo de erupción observado.

Generalmente, el magma viscoso es más félsico en composición y se forma como resultado de la fusión de la corteza continental o la litosfera continental. Por el contrario, el magma menos viscoso es típicamente máfico y se forma durante el derretimiento de la litosfera oceánica o el derretimiento del manto astenoférico. Para obtener más información sobre la roca félsica y máfica, vea el otro video de esta colección sobre roca ígnea.

Los volcanes suelen generarse por deposiciones sucesivas de lava a lo largo del tiempo. La lava altamente viscosa crea edificios altos y escarpados, conocidos como estratovolcanes. Por el contrario, la lava que fluye libremente viaja más lejos antes de solidificarse, creando estructuras cortas y de bajo perfil conocidas como volcanes en escudo.

Ahora que estamos familiarizados con los conceptos detrás de la producción de magma, la deposición y la erupción volcánica, echemos un vistazo a cómo se pueden simular en el laboratorio.

El primer procedimiento demuestra erupciones quiescentes y explosivas. Para comenzar, llene un recipiente de plástico con cuello delgado hasta aproximadamente la mitad con agua tibia. Para simular la estructura de un volcán, entierra la botella debajo de arcilla o masa para modelar, dejando solo la abertura del cuello de la botella expuesta. A continuación, agregue aproximadamente 4 cucharaditas de bicarbonato de sodio.

Agrega vinagre a la botella hasta que comience a efervescer. Incluir tinte puede ayudar con la visibilidad. Para una erupción inactiva, deje el frasco abierto. Si se desea simular una erupción violenta, tapone la botella.

En la erupción inactiva, parte del material fluyó hacia afuera como un flujo de lava. La naturaleza espumosa del flujo recuerda a la lava que está cargada de volátiles.

La mayoría de las erupciones volcánicas están relacionadas con la pérdida de volátiles. Aquellos que son particularmente explosivos tendrán emanaciones volátiles considerables. En el contenedor taponado, la erupción inicial involucra material de tipo piroclástico que es expulsado al aire por encima del edificio volcánico. Esto también indica lo que puede suceder en los volcanes bloqueados naturalmente.

La siguiente demostración se relaciona con la estratificación de lava. Para demostrar esto, caliente la parafina en una placa caliente hasta que se convierta en un líquido viscoso. Vierta la parafina líquida sobre una superficie de cartón delgada inclinada con curvas de varias formas. Este gradiente variado simula el flujo de lava en la superficie irregular de los volcanes reales. A medida que la parafina fluye sobre la superficie irregular, formará una capa de espesor variable, que simula lo que se vería en la superficie de un volcán real. Deje que la primera capa de parafina se enfríe, luego vierta una segunda capa sobre la primera, comenzando desde el mismo punto. Repita este proceso varias veces para simular flujos de lava sucesivos.

Observe cómo las capas se adelgazan con la distancia a la fuente de magma. Observe también que las capas calientes o erupciones posteriores pueden derretir parcialmente las capas subyacentes.

Las capas demuestran el principio de superposición. Las capas más antiguas se encuentran en la parte inferior, con depósitos de erupciones más recientes estratificados en la parte superior.

Además, la superficie doblada de la tarjeta simula la superficie irregular que se ve en la mayoría de los volcanes. Diferentes espesores de magma se acumularán en las partes más empinadas o menos profundas de la superficie del volcán, cambiando el paisaje del volcán con cada erupción sucesiva.

Comprender la composición de las rocas volcánicas, su formación y las propiedades que conducen a los diferentes fenómenos de erupción tiene vastas aplicaciones para los geólogos y las poblaciones humanas en general.

Reconocer los tipos de roca volcánica en el campo y vincularlos a estilos eruptivos específicos puede informar a los geólogos sobre el tipo de amenazas que representan para las comunidades cercanas. Esta información puede ayudar a implementar planes de emergencia para erupciones, o con la construcción de seguridad específica o la planificación urbana.

Los tipos de roca volcánica también se pueden estudiar para evaluar la gravedad o explosividad de erupciones pasadas. Esta información puede ser útil a la hora de planificar el uso del suelo. Dado que la deposición volcánica también puede influir positivamente en el suelo y la agricultura, estas zonas pueden ser económicamente fructíferas si se considera bajo el riesgo de erupciones graves.

Las capas volcánicas pueden ser una ventana a la historia geológica de una región. Las capas pueden contener información sobre el clima, el medio ambiente y la vida en el pasado, y son fáciles de datar, lo que proporciona marcadores de tiempo útiles en las investigaciones geológicas. Los volcanes también pueden crear paisajes escénicos, como el icónico Arthur's Seat, que domina la ciudad de Edimburgo en Escocia. Se trata de la mayor parte que queda de un volcán extinto que se remonta al período Carbonífero y está designado como Sitio de Especial Interés Científico.

Acabas de ver la introducción de JoVE a las rocas ígneas volcánicas. Ahora debe comprender los diferentes tipos de magma y su deposición, los principios de las erupciones inactivas y explosivas, y cómo simularlos en el laboratorio o en casa. ¡Gracias por mirar! ¡Gracias por mirar!