IV. LOS VOLCANES
EL NACIMIENTO de volcanes y la actividad de muchos de los existentes también es un fenómeno que contribuye a la transformación del relieve terrestre. Es sin duda el proceso que origina mayores modificaciones en menor tiempo. Sucede en forma tan rápida que a la fecha es uno de los procesos geológicos mejor conocidos por el hombre. Numerosas erupciones han ocurrido en la Tierra en el transcurso del siglo y cada vez se estudian con mayor detalle.
No sucede lo mismo con un sistema montañoso originado por otros procesos, como la Sierra Madre Oriental: necesitaríamos por lo menos la información de observaciones realizadas a lo largo de un millón de años para conocer parcialmente la secuencia de su evolución.
Si los volcanes en el principio del tiempo geológico pudieron presentarse en toda la superficie terrestre, hoy día se asientan en algunas zonas bien definidas, generalmente alineados.
La actividad volcánica que se manifiesta en la superficie terrestre se debe al ascenso de magma —una masa de roca fundida del interior de la Tierra— a través de grietas. No es como se pensaba en el siglo pasado, que los volcanes son alimentados por el supuesto fuego interno del centro de la Tierra.
El magma es rico en elementos químicos, que incluyen gases que se desprenden en forma tranquila o violenta. Una propiedad importante del magma es su viscosidad, que aumenta con la cantidad de sílice contenido. El enfriamiento y solidificación pueden producirse lo mismo en el interior de la Tierra, antes de alcanzar la superficie, que al derramarse en ésta, o después de haber escurrido más de 20 km.
Las erupciones volcánicas expulsan lava a la superficie de tres maneras distintas: escurrimiento, lluvias de piroclastos y coladas de piroclastos.
Al escurrir la lava en la superficie terrestre, se originan los derrames o coladas de lava. Es bien conocida la del volcán Xictli (o Xitle), sobre la cual se asientan la Ciudad Universitaria, la colonia del Pedregal de San Ángel y muchas otras zonas urbanas del sur de la ciudad de México. Derrames como éste pasan del centenar en la República Mexicana, en especial en la región del paralelo 19. Algunos los observamos porque son muy jóvenes, seguramente de menos de 100 000 años.
En ocasiones, la lava ascendente se enfría en el subsuelo, cerca de la superficie o derramándose sobre las laderas del edificio, en cortas distancias. Es el proceso de formación de los domos volcánicos.
Las lluvias de piroclastos resultan del desprendimiento de lava incandescente que asciende hacia la superficie y es arrojada con una gran fuerza hacia arriba por los gases que forman parte de la lava. En el aire se disgrega y enfría, precipitándose con partículas de diversos tamaños.
Las coladas o flujos de piroclastos son masas de material lávico que es arrojado también desde el cráter de un volcán, en grandes cantidades, altas temperaturas y contenido gaseoso, pero desplazándose a gran velocidad por las laderas. Se depositan a lo largo en distancias incluso de más de 20 km.
La emanación de lava forma volcanes en el centro de erupción, mismos que en general, son amplios, de varios kilómetros de diámetro y laderas de poca inclinación. Estos reciben el nombre de volcanes escudo, característicos de las islas Hawai, donde son también comunes los lagos de lava, que consisten en la acumulación del magma en un cráter, con formación de una costra sólida en la superficie, ocultando la masa viscosa.
El material piroclástico arrojado en grandes cantidades a través de un cráter origina los volcanes de forma cónica con laderas empinadas: son los conos de tefra, de escoria o cineríticos, ampliamente expuestos en el territorio mexicano, en su mayoría apagados. Los productos más finos, las cenizas, son depositados incluso a decenas de kilómetros en capas delgadas de algunos centímetros. La erupción del Chichón se distinguió porque envió cenizas y gases a más de 25 km de altura y, de acuerdo con M. Rampino y S. Self, fue la nube más densa observada en el hemisferio norte desde la erupción del Krakatoa en Indonesia en 1883.
En la actividad volcánica es más común la conjugación de procesos distintos. En el Paricutín la lava se derramó por bocas en la base del volcán y en sus proximidades, hecho común para cientos de volcanes semejantes. Otros grandes volcanes como el Fuego de Colima han tenido una actividad más compleja: expulsión de material piroclástico, derrames de lava y formación de domos.
La erupción del Santa Elena, en mayo de 1980, mostró con claridad un proceso que no había sido antes observado con detalle: el colapso del cono volcánico y una consiguiente avalancha de gran magnitud. A partir de entonces, diversos estudios permitieron precisar que este fenómeno catastrófico se ha producido en el pasado, prácticamente en todos los grandes volcanes mexicanos y, en algunos, más de una vez.
El científico francés A. Lacroix propuso en los primeros años de este siglo
una clasificación de volcanes basada en la observación de diversas erupciones.
Reconoció cuatro tipos principales y los llamó hawaiano, estromboliano
(de Sicilia), vulcaniano (de Sicilia) y peleano (de la Martinica).
Con el tiempo, como normalmente ha sucedido en la geología, la clasificación
de Lacroix resultó insuficiente: se reconocieron tipos distintos de actividad,
como la de los volcanes de Islandia y el Vesubio (pliniana) (Figura 8),
además de las submarinas. Por otro lado, se observó también que un volcán puede
tener un tipo de actividad en una época y cambiar en otra.
Figura 8. Los tipos principales de volcanes: 1) islandés, derrame de lava por una fisura; 2) hawaiano, erupción de lava por un cráter; 3) estromboliano, erupciones explosivas discontinuas; 4) vulcaniano, erupciones explosivas violentas; 5) pliniano (Vesuvio), expulsión de grandes cantidades de material volcánico en grandes cantidades y a altura considerable; 6) peleano, formación de nubes ardientes.
Hoy día se aplican varias clasificaciones para los volcanes, considerando factores como: el tipo de magma que los produce, los procesos que los originan, la duración de la actividad, su estado actual, rasgos superficiales, etc. Los volcanes en sí, se clasifican, por su forma y origen, en: escudos, compuestos, conos de tefra y domos. Sin embargo, por comodidad y costumbre se sigue utilizando la terminología de Lacroix, ya enriquecida.
En ocasiones, la acumulación de lava rellena una depresión o escurre sobre una superficie plana formando una meseta. También llega a cubrir grandes territorios y da lugar a formas como la mesa de Columbia, E.U.A., de aproximadamente 240,000 km2 de rocas basálticas de 16 millones de años. Estructuras semejantes son casos excepcionales; se forman en tiempos prolongados por erupciones repetidas de ascenso de magma a la superficie a través de fracturas; el grosor de los depósitos llega a ser de más de 1 000 m. La historia de la Tierra registra la formación de mesetas de este tipo en Siberia (250 m.a.), Sudáfrica, Sudamérica (Paraná), la India (65 m.a.) y otros. Algunos autores como Millard Coffin y Olav Eldholm, quienes con buenas evidencias, incluyendo dataciones precisas, consideran que las grandes erupciones que formaron estos relieves se produjeron en lapsos geológicos muy breves, del orden de 1-1.5 millones de años y, además pudieron coincidir con algún fenómeno catastrófico, como la colisión de un gran meteorito. Sin embargo, también existe la explicación de que los fenómenos volcánicos debieron ser de mayor magnitud debido a condiciones distintas de las actuales, donde una temperatura del manto, superior a la actual, pudo favorecer un volcanismo mucho más intenso.
El nacimiento de un volcán o la reactivación de otro ya existente puede provocar,
en cuestión de semanas, un incremento de altitud con respecto al nivel del mar,
de algunos centímetros a unos metros, sin considerar la zona central de la erupción
donde puede ser de 200 a 400 metros. El Paricutín, un año después de su nacimiento,
había alcanzado una altura de 275 m con respecto a la superficie original (Figura
9).
Se puede apreciar que la velocidad con que se incrementa la altura de la superficie terrestre por volcanismo es extraordinaria en comparación con la de movimientos tectónicos.
En las proximidades del volcán las depresiones del terreno son rellenadas, la erosión fluvial se interrumpe, surgen planicies semejantes a las de los desiertos de arena, mientras vuelve a iniciarse el proceso de formación del suelo.
Gracias a una intensa actividad volcánica en por lo menos los últimos 100 000
años en la actual cuenca de México, se dieron condiciones ideales para la vida
humana: clima, suelos, vegetación, agua, fauna, etc. El hombre se ha encargado
de secar los lagos, provocar la extinción de flora y fauna en grandes extensiones
territoriales, convertir los suelos fértiles en planchas de asfalto, explotar
y contaminar las aguas superficiales y subterráneas, transformar las condiciones
atmosféricas, etc. Ruptura del equilibrio de la naturaleza que conduce a una
catástrofe.
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En las regiones volcánicas más activas, los procesos de la erosión no han tenido oportunidad de evolucionar. Para no ir muy lejos, en la zona de Uruapan, Mich., o el sur de la cuenca de México, entre el Ajusco y el Popocatépetl, las montañas muestran rasgos insignificantes de erosión, el agua de lluvia no llega a escurrir en la superficie lo suficiente como para formar una red de arroyos, y esto se debe principalmente a la juventud de las erupciones que han definido este paisaje. La acumulación continua de lavas y material piroclástico cubre en cuestión de meses lo que la erosión ha hecho en cientos o miles de años. También sucede que los cauces de los arroyos son obstruidos, acción que permite la acumulación del agua, en ocasiones en pequeñas dimensiones, formando lagos como los de Zempoala, Mor., o mayores como los de la cuenca de México, Pátzcuaro, Cuitzeo y otros más. Vivimos en una época de intensa actividad volcánica, aunque restringida a zonas bien definidas de la Tierra. La principal de ellas es el Cinturón de Fuego del Pacífico, desde las islas Aleutianas en Alaska, hasta Nueva Zelanda; la Cordillera de Norteamérica, México, Centroamérica y Los Andes.
La actividad actual se presenta en el cinturón montañoso euroasiático, sobre todo en la región del Mediterráneo. Un rosario de volcanes se extiende del norte de África hacia el sur a través del Mar Rojo, Etiopía, Kenia, Nyasa-Tanganica.
Los volcanes están presentes en todos los océanos; no menos de 7 000 están ocultos bajo las aguas, pero los hay que por su intensa actividad sobrepasan el nivel del mar formando islas como Hawai, las Revillagigedo y muchas más. La tierra firme mexicana se enriqueció con el nacimiento del volcán Bárcena en 1952 en la isla San Benedicto, precisamente en el grupo de las Revillagigedo; actividad submarina cercana al Everman se reconoció en febrero de 1993.
En México hay ocho volcanes potencialmente activos: Citlaltépetl, Popocatépetl, Fuego de Colima, Tacaná, Ceboruco, Las Tres Vírgenes (Baja California Sur), San Martín Tuxtla y Chichón. A éstos se pueden agregar los de las islas Revillagigedo, Jorullo, Xitle, Paricutín y aún podría especularse sobre muchos otros. Los vulcanólogos han encontrado que volcanes apagados por algunos miles de años volvieron a manifestar actividad. Esto ya es tema de especulación, pero se puede mencionar el Nevado de Toluca y más de una decena de volcanes que nacieron en los últimos 10 000 años. Se han establecido edades de volcanes de menos de 5 000 años que no pueden considerarse muertos.
También hay que considerar las zonas activas donde es posible predecir, con base en una estadística muy burda, el nacimiento de un nuevo volcán en los próximos 3 000 años.
Algunos datos sobre las zonas de alta concentración de volcanes activos en la Tierra son los siguientes: en las islas japonesas Hokkaido, Honsiú, Kiusiú y Riukiú hay 55; en el país más pequeño de Centroamérica, El Salvador, hay 11; en la isla de Java, 35; en Islandia 40. El 80% de los volcanes activos se encuentra en el Cinturón de Fuego del Pacífico. Las erupciones volcánicas generalmente se anuncian con tiempo, con sismos frecuentes. El relieve también puede ser un índice: se ha observado que antes de una erupción se producen deformaciones en el suelo: levantamientos, hundimientos, cambios pequeños en la pendiente del volcán.
Tan sólo para los continentes se han registrado poco más de 1 000 volcanes activos en tiempos históricos. Los procesos efusivos y explosivos se presentaron entre 1950 y 1959 en por lo menos 22 volcanes distintos; entre 1960 y 1969 en 21 volcanes y entre 1970 y 1975 en aproximadamente 30. Prácticamente todos los años hay más de una erupción, aunque la gran mayoría son expulsiones débiles de lavas y piroclastos.
Las erupciones catastróficas que han provocado cientos y miles de muertos son casos aislados en la historia. Algunos datos compilados por el volcanólogo ex soviético V. I. Vlodavets son los siguientes:
El Vesubio en el año 79 cubrió Pompeya con rocas de un espesor de 7-8 m; el Estado de Mataran en Java, fue destruido física y políticamente por la actividad del volcán Merapi en el año 1006; otra vez el Vesubio en 1 631 produjo la muerte de unas 3 000 personas; en 1669 el Etna, en Sicilia, provocó grandes daños a 18 poblados y a la ciudad de Catania. En 1783, por la erupción de volcán Laki de Islandia, murió 50% del ganado ovino y entre 76 y 79% del equino y bovino; la población humana se redujo de 49 000 habitantes a 10 500. El volcán Unzen en Japón causó la muerte de 10 000 personas en 1792. Trágicas fueron las erupciones del Tambora en la isla Sumatra (Indonesia) en 1815; el Halunggung en Java en 1822, el Krakatoa en Java en 1883; el Pelé en la Martinica en 1902; el Kelud en Java en 1919; el Lamington en Nueva Guinea, el Katarman en las Filipinas en 1951 y el Agung en Indonesia en 1963.
El Pinatubo en Filipinas tuvo grandes erupciones de piroclastos a partir de junio de 1991, a las que siguieron poderosas corrientes de lodo (lahares).
Los daños que pueden causar las erupciones volcánicas están relacionados con varios fenómenos:
1. Los derrames de lava, las lluvias de material piroclástico (principalmente ceniza) y las nubes ardientes o flujos piroclásticos.
2. Las corrientes de lodo (lahares) provocadas por material volcánico suelto y agua en grandes cantidades (por lluvias, desbordes de lagos, derretimiento de la nieve y el hielo), se producen con velocidades promedio de 40 a 77 km/h y alcanzan distancias aproximadas de 14 km.
3. Por sismos relacionados con la actividad volcánica.
4. Por tsunamis (olas gigantes).
Las tragedias mayores han sido por la expulsión de gases tóxicos, acompañados de precipitación de nubes ardientes como sucedió en el Pelé a principios de siglo. Los fenómenos no volcánicos, pero asociados a este proceso, como los sismos y en especial los tsunamis han causado tragedias. Durante la erupción del Krakatoa en 1883 murieron más de 36 000 personas en las islas vecinas, invadidas por olas de 20 a 35 m de altura, con velocidad de hasta 566 km/h.
Una débil actividad del Nevado de Ruiz en Colombia (1985) provocó un violento deshielo que dio origen a una gigantesca corriente de lodo que cubrió toda una población, sepultando a más de 10 000 personas.
Mucho se habla y escribe en cada ocasión que los volcanes entran en actividad. Generalmente a estos sucesos se les da un tono sensacionalista, donde influyen más los mitos que la verdad objetiva. Poco razonamos en cuanto a la influencia positiva del volcanismo de los últimos 100 000 años, o el más joven de los últimos 5 000 años.
Las tierras fértiles del Bajío mexicano y las del norte de Michoacán son resultado de la alteración de material volcánico joven. La zona volcánica que se extiende desde Colima y Nayarit hasta Veracruz, a través del paralelo 19, es la región más poblada del país, con una fuerte actividad económica. El volcanismo moderno ha creado las condiciones favorables para el desarrollo de centros de población en las altas planicies, vigiladas por los volcanes mayores: Citlaltépetl, Naucamtépetl, Matlacuéyatl, Iztaccíhuatl, Popocatépetl, Ajusco, Xinantécatl, Tancítaro y los volcanes de Colima, región en la que hay más de 3 000 edificios volcánicos menores. Al margen del tema: ¿será posible que rescatemos los nombres originales de muchos elementos del relieve mexicano?
Hay un dato interesante que proporciona el volcanólogo ex soviético V.I. Vlodovets, comparando las islas de Borneo y Java que poseen condiciones climáticas muy semejantes; la densidad de población es 600 veces mayor en Java donde la actividad volcánica es extraordinaria: unos 20 volcanes vivos. Resulta que mientras en Java los suelos están en constante regeneración y son de alta fertilidad, en Borneo se empobrecen y erosionan.
En los últimos años ha tenido un gran desarrollo el aprovechamiento de la energía
interna de la Tierra para generar electricidad: la geotermia, presente en las
zonas de volcanismo activo. México cuenta por lo menos con tres zonas bien estudiadas:
en el extremo noroeste de Baja California, en Michoacán y en los límites de
Puebla y Veracruz.
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Los productos de las erupciones son útiles como material para la construcción y algunos para la industria química. Hay también minerales metálicos relacionados con el volcanismo, y si pensamos en los grandes volcanes de las regiones tropicales como el Popocatépetl, el Pico de Orizaba y el Kilimanjaro, la gran altura alcanzada favoreció la presencia en ellos de una capa permanente de nieve y hielo, lo que se traduce en agua abundante en la base del volcán y suelos fértiles en sus laderas inferiores y zonas contiguas.
El volcanismo forma parte de un sistema que mantiene un equilibrio en la naturaleza. Con toda seguridad, cada año seguiremos enterándonos de erupciones, en algunos casos trágicas. El daño que el hombre ha causado a la naturaleza en los últimos 30 años es muy superior a cualquiera de las catástrofes provocadas por fenómenos naturales.
A raíz de la descripción de un cráter de grandes dimensiones, de más de 5 km de diámetro en las Canarias, que lleva el nombre de La Caldera, el término se extendió a las formas semejantes. Originalmente, la diferencia entre una caldera y un cráter fue sólo por el tamaño: el cráter volcánico pocas veces alcanza los 2 km de diámetro; de mayores dimensiones se consideraba la caldera. Hoy día se define a ésta como una depresión, más o menos circular que se origina por hundimientos con dos posibles explicaciones:
1. Las erupciones explosivas que arrojan una gran cantidad de material magmático pueden provocar un vacío en la chimenea por donde asciende, a loque sigue un hundimiento de la superficie (Figura 10), con lo que el cráter se amplía.
2. El cráter sufre rupturas concéntricas y posterior hundimiento en bloques.
A esto puede seguir la actividad volcánica.
Las calderas se reconocen en todas las regiones volcánicas activas de la Tierra,
aunque son mucho menos comunes que los cráteres. El Mauna Loa, en Hawai, posee
una de 6 por 3 km de diámetro. En México hay buenos ejemplos de calderas, algunas
antiguas como La Primavera, de una edad aproximada de 120 000 años, contigua
a Guadalajara, otras mas en Huichapan, Hgo. (Figura 11) y, de grandes dimensiones,
es la de Los Humeros, de unos 16 km de diámetro, al occidente de Perote, Ver.
Figura 11. La caldera de Huichapan, Hgo.
Nunca se ha observado en México la formación de una caldera, a pesar de que las erupciones volcánicas han sido frecuentes a través de la historia. Las calderas son expresión de una actividad violenta y peligrosa de erupciones y sismos. En el país hay varias calderas bien definidas, formadas en los últimos dos millones de años; los estudios geológicos están demostrando que en el Cinturón Volcánico Mexicano el número puede incrementarse notablemente con calderas antiguas y, como tales, no bien conservadas, pero sepueden reconocer por algunos vestigios en el relieve y la composición petrológica.
Con estructuras de este tipo se relacionan también masas magmáticas ascendentes que crean elevaciones en el relieve. En Long Valley, California, se detectó un levantamiento de 10 cm en diez años, de forma dómica, asociado a una caldera.
Los maares son cráteres (Figura 12) que surgen por una explosión provocada
por un calentamiento de las aguas del subsuelo cercanas a la superficie, por
presencia de magma a poca profundidad. Esto es, se forman en regiones volcánicas
activas. El término proviene del distrito de Eifel en Alemania donde son comunes;
generalmente se presentan en grupos.
Figura 12. Maar (lago cráter) en Valle de Santiago, Gto.
En México hay dos regiones principales de estos maares, una en Valle de Santiago, Gto., y otra en la cuenca de Oriental, entre los volcanes La Malinche, Pico de Orizaba y Cofre de Perote. En esta última son conocidos como axalapazcos (con un lago en su fondo) y xalapazcos (sin agua). Cerca del poblado de Chalco, Edo. de Méx., se encuentra el Xico, un cráter de este tipo. Son característicos de las planicies que poseían una rica alimentación hídrica subterránea, e incluso había lagos presentes. Por esto es que con frecuencia tienen un lago permanente. El cráter-lago de Alchichica, Ver. se puede apreciar en la margen de la carretera México-Jalapa, unos kilómetros antes de Perote.
Sobre este tema del relieve originado por volcanismo se han señalado las cuestiones
fundamentales. Se podría escribir mucho más y con diversos enfoques, lo que
es importante en México, donde los volcanes son elementos fundamentales de su
geografía y geología; tal como lo reafirmó el Popocatépetl en diciembre de 1994,
cuando entró en actividad después de casi 70 años de permanecer tranquilo (Figura
13).
Figura 13. El Popocatépetl en erupción en enero de 1995.