Estratovolcán

Un estratovolcán , también conocido como volcán compuesto , es un volcán típicamente cónico formado por muchas capas alternas ( estratos ) de lava endurecida y tefra . ^{[ 1 ]} A diferencia de los volcanes en escudo , los estratovolcanes se caracterizan por un perfil empinado con un cráter en la cima y erupciones explosivas. ^{[ 2 ]} Algunos tienen cráteres colapsados ​​en la cima llamados calderas . ^{[ 3 ]} La lava que fluye de los estratovolcanes generalmente se enfría y solidifica antes de extenderse mucho, debido a su alta viscosidad . El magma que forma esta lava suele ser félsico , con niveles de sílice de altos a intermedios (como en la riolita , la dacita o la andesita ), con cantidades menores de magma máfico menos viscoso . ^{[ 4 ]} Los flujos de lava félsica extensos son poco comunes, pero pueden viajar hasta 8 kilómetros (5 millas) . ^{[ 5 ]}

El término volcán compuesto se utiliza porque los estratos suelen estar mezclados y desiguales en lugar de capas bien definidas. ^{[ 6 ]} Son uno de los tipos de volcanes más comunes; ^{[ 7 ]} más de 700 estratovolcanes han erupcionado lava durante el Holoceno (los últimos 11.700 años), ^{[ 8 ]} y muchos estratovolcanes más antiguos, ahora extintos, erupcionaron lava ya en la época Arcaica . ^{[ 9 ] [ 10 ]} Los estratovolcanes se encuentran típicamente en zonas de subducción, pero también se presentan en otros entornos geológicos. Dos ejemplos de estratovolcanes famosos por erupciones catastróficas son el Krakatoa en Indonesia (que entró en erupción en 1883 cobrándose 36.000 vidas) ^{[ 11 ]} y el Vesubio en Italia (que entró en erupción en el año 79 d. C. matando a unas 2.000 personas). ^{[ 12 ]} En tiempos modernos, el Monte Santa Helena (1980) en el estado de Washington , EE. UU., y el Monte Pinatubo (1991) en Filipinas han entrado en erupción de forma catastrófica, pero con menos muertes. ^{[ 7 ]}

La existencia de estratovolcanes en otros cuerpos del Sistema Solar no se ha demostrado de manera concluyente. ^{[ 13 ]} Zephyria Tholus es una de las dos montañas en la región de Aeolis de Marte que se han propuesto como posibles estratovolcanes. ^{[ 14 ]}

Los estratovolcanes son comunes en las zonas de subducción , formando cadenas y agrupaciones a lo largo de los límites de las placas tectónicas donde una placa de corteza oceánica se desliza bajo una placa de corteza continental (vulcanismo de arco continental, por ejemplo, Cordillera de las Cascadas , Andes , Campania ) u otra placa de corteza oceánica ( vulcanismo de arco insular , por ejemplo, Japón , Filipinas , Islas Aleutianas ). ^{[ 15 ]}

Los estratovolcanes también se presentan en otros entornos geológicos, por ejemplo, como resultado del ^vulcanismo intraplaca en islas oceánicas alejadas de los límites de las placas. Ejemplos de ello son el Teide en las Islas Canarias [ ^{16 ]} y el Pico do Fogo en Cabo Verde ^{[ 17 ]} . Los estratovolcanes se han formado en rifts continentales . Ejemplos en el Rift de África Oriental son el Ol Doinyo Lengai en Tanzania ^{[ 18 ]} y el Longonot en Kenia ^{[ 19 ] .}

Los volcanes de la zona de subducción se forman cuando los minerales hidratados son arrastrados hacia el manto sobre la placa. Estos minerales hidratados, como la clorita y la serpentina , liberan su agua en el manto , lo que disminuye su punto de fusión entre 60 y 100 °C (110 y 180 °F) . La liberación de agua de los minerales hidratados se denomina " deshidratación " y ocurre a presiones y temperaturas específicas para cada mineral, a medida que la placa desciende a mayores profundidades. ^{[ 20 ]} Esto permite que el manto se funda parcialmente y genere magma . Esto se llama fusión por flujo . El magma asciende a través de la corteza , incorporando roca cortical rica en sílice, lo que da como resultado una composición intermedia final . Cuando el magma se acerca a la superficie superior, se acumula en una cámara magmática dentro de la corteza debajo del estratovolcán. ^{[ 21 ]}  

Los procesos que desencadenan la erupción final siguen siendo objeto de investigación. Entre los posibles mecanismos se incluyen: ^{[ 22 ]}

• Diferenciación del magma , en la que el magma más ligero y rico en sílice, junto con volátiles como agua, halógenos y dióxido de azufre, se acumulan en la parte superior de la cámara magmática. Esto puede aumentar drásticamente las presiones. ^{[ 23 ]}
• Cristalización fraccionada del magma. Cuando minerales anhidros como el feldespato cristalizan a partir del magma, esto concentra volátiles en el líquido restante, lo que puede provocar una segunda ebullición que hace que una fase gaseosa (dióxido de carbono o agua) se separe del magma líquido y aumente las presiones de la cámara magmática. ^{[ 24 ] [ 25 ]}
• Inyección de magma fresco en la cámara magmática, que mezcla y calienta el magma más frío ya presente. Esto podría expulsar volátiles de la solución y disminuir la densidad del magma más frío, lo que aumenta la presión. Existe evidencia considerable de mezcla de magma justo antes de muchas erupciones, incluyendo cristales de olivino ricos en magnesio en lava silícica recién erupcionada que no muestran borde de reacción. Esto solo es posible si la lava erupcionó inmediatamente después de la mezcla, ya que el olivino reacciona rápidamente con el magma silícico para formar un borde de piroxeno . ^{[ 26 ]}
• Fusión progresiva de la roca circundante . ^{[ 22 ]}

Estos desencadenantes internos pueden ser modificados por desencadenantes externos como el colapso de sectores , terremotos o interacciones con aguas subterráneas . Algunos de estos desencadenantes operan solo bajo condiciones limitadas. Por ejemplo, el colapso de un sector (donde parte del flanco de un volcán se derrumba en un deslizamiento de tierra masivo ) solo puede desencadenar la erupción de una cámara magmática muy superficial. La diferenciación del magma y la expansión térmica también son ineficaces como desencadenantes de erupciones desde cámaras magmáticas profundas. ^{[ 22 ]}

El monte Fuji en Honshu (arriba) y el monte Unzen en Kyushu (abajo), dos de los estratovolcanes de Japón.

En la historia registrada , las erupciones explosivas en los volcanes de zonas de subducción ( límites convergentes ) han representado el mayor peligro para las civilizaciones. ^{[ 27 ]} Los estratovolcanes de zonas de subducción , como el Monte Santa Helena , el Monte Etna y el Monte Pinatubo , suelen entrar en erupción con fuerza explosiva porque el magma es demasiado viscoso para permitir una fácil salida de los gases volcánicos . ^{[ 28 ]} Como consecuencia, las tremendas presiones internas de los gases volcánicos atrapados permanecen y se entremezclan en el magma pastoso . Tras la ruptura de la chimenea y la apertura del cráter, el magma se desgasifica explosivamente. El magma y los gases salen disparados a gran velocidad y con toda su fuerza. ^{[ 27 ]}

Desde el año 1600 d. C. , casi 300 000 personas han muerto a causa de erupciones volcánicas . La mayoría de las muertes fueron causadas por flujos piroclásticos y lahares , peligros mortales que a menudo acompañan a las erupciones explosivas de los estratovolcanes de la zona de subducción. ^{[ 27 ]} Los flujos piroclásticos son mezclas rápidas, similares a avalanchas, que barren el suelo, incandescentes de escombros volcánicos calientes, ceniza fina, lava fragmentada y gases sobrecalentados que pueden viajar a velocidades superiores a 150 km/h (90 mph) . ^{[ 27 ]} Alrededor de 30 000 personas murieron a causa de flujos piroclásticos durante la erupción de 1902 del Monte Pelée en la isla de Martinica en el Caribe . ^{[ 27 ]} Durante marzo y abril de 1982, El Chichón, en el estado de Chiapas , en el sureste de México , entró en erupción 3 veces, causando el peor desastre volcánico en la historia de México y matando a más de 2000 personas en flujos piroclásticos. ^{[ 27 ]}  

Dos volcanes de la década que entraron en erupción en 1991 proporcionan ejemplos de los peligros de los estratovolcanes. El 15 de junio, el Monte Pinatubo entró en erupción y provocó que una nube de ceniza se elevara 40  km (25  mi) en el aire. Produjo grandes oleadas piroclásticas e inundaciones de lahar que causaron muchos daños en el área circundante. ^{[ 27 ]} El Monte Pinatubo, ubicado en Luzón Central a 90  km (56  mi) al oeste-noroeste de Manila , había estado inactivo durante seis siglos antes de una erupción en 1991. Esta erupción fue la segunda más grande del siglo XX. ^{[ 29 ]} Produjo una gran nube de ceniza volcánica que afectó las temperaturas globales, reduciéndolas hasta 0,5  °C. ^{[ 29 ]} La nube consistía en 22 millones de toneladas de dióxido de azufre que se combinaron con gotas de agua para crear ácido sulfúrico . ^{[ 27 ]} En 1991, el monte Unzen de Japón también entró en erupción, después de 200 años de inactividad. Está ubicado en la isla de Kyushu, a unos 40  km (25  mi) al este de Nagasaki . ^{[ 27 ]} A partir de junio, un domo de lava recién formado colapsó repetidamente. Esto generó un flujo piroclástico que descendió por las laderas de la montaña a velocidades de hasta 200  km/h (120  mph). ^{[ 27 ]} La erupción del monte Unzen de 1991 causó 43 muertes. En 1792, el monte Unzen fue responsable de uno de los peores desastres volcánicos en la historia de Japón, matando a más de 15 000 personas. ^{[ 30 ]}

La erupción del Vesubio en el año 79 d. C. es el ejemplo más famoso de una erupción estratovolcánica peligrosa. Las oleadas piroclásticas sepultaron por completo las cercanas ciudades antiguas de Pompeya y Herculano con gruesos depósitos de ceniza y piedra pómez de entre 6 y 7 metros de profundidad. Pompeya tenía entre 10 000 y 20 000 habitantes en el momento de la erupción. ^{[ 31 ]} El Vesubio es reconocido como uno de los volcanes más peligrosos del mundo, debido a su capacidad para producir potentes erupciones explosivas, sumada a la alta densidad de población del área metropolitana de Nápoles (con un total de aproximadamente 3,6 millones de habitantes). ^{[ 32 ]}

Ceniza

Además de afectar potencialmente el clima, las nubes de ceniza volcánica de erupciones explosivas representan un grave peligro para la aviación . ^{[ 27 ]} Las nubes de ceniza volcánica consisten en fragmentos de roca, minerales y vidrio volcánico del tamaño de limo o arena . Los granos de ceniza volcánica son irregulares, abrasivos y no se disuelven en agua. ^{[ 33 ]} Por ejemplo, durante la erupción de Galunggung en Java en 1982 , el vuelo 9 de British Airways voló hacia la nube de ceniza, lo que provocó que sufriera una falla temporal del motor y daños estructurales. ^{[ 34 ]} Aunque no se han producido accidentes debido a la ceniza, más de 60, en su mayoría aeronaves comerciales , han resultado dañadas. Algunos de estos incidentes resultaron en aterrizajes de emergencia. ^{[ 35 ] [ 27 ]} Las caídas de ceniza son una amenaza para la salud cuando se inhalan y también una amenaza para la propiedad. Una yarda cuadrada (0,84  m²) de una capa de ceniza volcánica de 10 cm (4  pulgadas) de espesor puede pesar entre 54 y 91 kg (120-200  libras) y duplicar su peso al mojarse. La ceniza mojada también representa un riesgo para los aparatos electrónicos debido a su conductividad . ^{[ 33 ]} Densas nubes de ceniza volcánica caliente pueden ser expulsadas debido al colapso de una columna eruptiva , o lateralmente debido al colapso parcial de un edificio volcánico o domo de lava durante erupciones explosivas . Estas nubes se conocen como oleadas piroclásticas y, además de ceniza volcánica, contienen lava caliente , piedra pómez , roca y gas volcánico. Las oleadas piroclásticas fluyen a velocidades superiores a 80 km/h (50 mph ) y alcanzan temperaturas entre 200 °C y 700 °C. Estas oleadas pueden causar grandes daños a la propiedad y a las personas que se encuentren en su trayectoria. ^{[ 36 ]}    

Lava

Los flujos de lava de los estratovolcanes generalmente no representan una amenaza significativa para los humanos ni los animales, ya que la lava altamente viscosa se mueve lo suficientemente lento como para que todos puedan evacuar. La mayoría de las muertes atribuidas a la lava se deben a causas relacionadas, como explosiones y asfixia por gases tóxicos . ^{[ 37 ]} Los flujos de lava pueden enterrar casas y granjas bajo gruesas rocas volcánicas , lo que reduce considerablemente el valor de las propiedades. ^{[ 37 ]} Sin embargo, no todos los estratovolcanes erupcionan lava viscosa y pegajosa. El Nyiragongo , cerca del lago Kivu en África central , es muy peligroso porque su magma tiene un contenido de sílice inusualmente bajo , lo que lo hace mucho menos viscoso que otros estratovolcanes. La lava de baja viscosidad puede generar enormes fuentes de lava , mientras que la lava de mayor viscosidad puede solidificarse dentro del cráter, creando un tapón volcánico . Los tapones volcánicos pueden atrapar gases volcánicos y crear presión en la cámara magmática, lo que resulta en erupciones violentas. ^{[ 38 ]} La lava suele estar entre 700 y 1200 °C (1300–2200 °F). ^{[ 39 ]}  

Si bien erupciones como la del Monte Unzen han causado muertes y daños locales, el impacto de la erupción del Monte Pinatubo en junio de 1991 se sintió a nivel mundial. ^{[ 35 ]} Las columnas eruptivas alcanzaron alturas de 40 km (25 mi) y vertieron 17 megatones de SO ₂ en la baja estratosfera . ^{[ 45 ]} Los aerosoles que se formaron a partir del dióxido de azufre (SO ₂ ), dióxido de carbono (CO ₂ ) y otros gases volcánicos se dispersaron por todo el mundo. El SO ₂ en esta nube se combinó con agua (tanto de origen volcánico como atmosférico) y formó ácido sulfúrico , bloqueando una parte de la luz solar que llegaba a la troposfera . ^{[ 35 ]} Esto provocó que la temperatura global disminuyera en aproximadamente 0,4 °C (0,72 °F) entre 1992 y 1993. Estos aerosoles hicieron que la capa de ozono alcanzara las concentraciones más bajas registradas hasta ese momento. ^{[ 45 ]} Una erupción del tamaño del Monte Pinatubo afectó el clima durante algunos años; se observaron inviernos más cálidos y veranos más fríos. ^{[ 45 ]}    

Un fenómeno similar ocurrió en abril de 1815, con la erupción del Monte Tambora en la isla de Sumbawa , Indonesia . Esta erupción es reconocida como la más poderosa registrada en la historia. ^{[ 35 ]} Su nube volcánica redujo las temperaturas globales entre 0,4 y 0,7 °C (0,72 y 1,26 °F) . ^{[ 46 ]} En el año siguiente a la erupción, la mayor parte del hemisferio norte experimentó temperaturas más frías durante el verano. En el hemisferio norte , 1816 fue conocido como el " Año sin verano ". La erupción causó malas cosechas, escasez de alimentos e inundaciones que mataron a más de 100 000 personas en Europa, Asia y América del Norte. ^{[ 46 ]}  

• Cono de ceniza : colina empinada de fragmentos piroclásticos alrededor de una chimenea volcánica. 
• Formación de montañas : procesos geológicos que subyacen a la formación de montañas. 
• Orogenia – Formación de cadenas montañosas 
• Escudo piroclástico : volcán en escudo formado principalmente por erupciones piroclásticas y altamente explosivas.