volcán en escudo

Los volcanes en escudo se distinguen de los otros tres tipos principales de volcanes —estratovolcanes , domos de lava y conos de ceniza— por su forma estructural, consecuencia de su composición magmática particular . De estas cuatro formas, los volcanes en escudo erupcionan las lavas menos viscosas . Mientras que los estratovolcanes y los domos de lava son producto de flujos altamente viscosos, y los conos de ceniza se construyen a partir de tefra eruptiva explosiva , los volcanes en escudo son producto de erupciones efusivas suaves de lavas muy fluidas que producen, con el tiempo, un amplio y suave "escudo" epónimo. ^{[ 6 ] [ 7 ]} Aunque el término se aplica generalmente a los escudos basálticos , también se ha aplicado en ocasiones a volcanes escutiformes más raros de diferente composición magmática —principalmente escudos piroclásticos , formados por la acumulación de material fragmentario de erupciones explosivas particularmente potentes, y escudos de lava félsica más raros formados por magmas félsicos inusualmente fluidos. Ejemplos de volcanes en escudo piroclásticos incluyen el volcán Billy Mitchell en Papúa Nueva Guinea y el complejo de Purico en Chile ; ^{[ 8 ] [ 9 ]} un ejemplo de un volcan en escudo félsico es la cordillera de Ilgachuz en la Columbia Británica , Canadá. ^{[ 10 ]} Los volcanes en escudo son similares en origen a las vastas mesetas de lava y basaltos de inundación presentes en varias partes del mundo. Estas son características eruptivas que ocurren a lo largo de fisuras lineales y se distinguen de los volcanes en escudo por la falta de un centro eruptivo primario identificable. ^{[ 6 ]}

Los volcanes en escudo activos experimentan una actividad eruptiva casi continua durante períodos de tiempo extremadamente largos, lo que resulta en la acumulación gradual de edificios que pueden alcanzar dimensiones extremadamente grandes. ^{[ 7 ]} Con la exclusión de los basaltos de inundación, los escudos maduros son las características volcánicas más grandes de la Tierra. ^{[ 11 ]} La cima del volcán subaéreo más grande del mundo, Mauna Loa , se encuentra a 4169 ^m (13 678 pies) sobre el nivel del mar , y se estima que el volcán, de más de 60 mi (100 km) de ancho en su base, contiene alrededor de 80 000 km³ (19 000 mi³ ) de basalto. ^{[ 12 ] [ 7 ]} La masa del volcán es tan grande que ha hundido la corteza debajo de él otros 8 km (5 mi) . ^{[ 13 ]} Teniendo en cuenta este hundimiento y la altura del volcán sobre el fondo marino , la altura "verdadera" del Mauna Loa desde el inicio de su historia eruptiva es de aproximadamente 17.170 m (56.000 pies) . ^{[ 14 ]} El Monte Everest , en comparación, tiene una altura de 8.848 m (29.029 pies) . ^{[ 15 ]} En 2013, un equipo liderado por William Sager de la Universidad de Houston anunció el descubrimiento del Macizo Tamu , un enorme volcán submarino extinto, de aproximadamente 450 por 650 km (280 por 400 millas) de área, que empequeñece a todos los volcanes conocidos anteriormente en la Tierra. Sin embargo, la extensión del volcán no ha sido confirmada. ^{[ 16 ]} Aunque inicialmente se creyó que el Macizo Tamu era un volcán en escudo, Sager y sus colegas reconocieron en 2019 que el Macizo Tamu no es un volcán en escudo. ^{[ 17 ]}               

Los volcanes en escudo presentan una pendiente suave (generalmente de 2° a 3°) que se vuelve gradualmente más pronunciada con la elevación (alcanzando aproximadamente 10°) antes de aplanarse cerca de la cima, formando una forma general convexa hacia arriba. Estas características de la pendiente tienen una correlación con la edad de la lava en formación, con el caso de la cadena hawaiana, la inclinación aumenta con la edad, ya que las lavas más recientes tienden a ser más alcalinas y, por lo tanto, más viscosas, con flujos más gruesos, que viajan menos distancia desde las chimeneas de la cima. ^{[ 18 ]} En altura suelen ser aproximadamente una vigésima parte de su ancho. ^{[ 7 ]} Aunque la forma general de un volcán en escudo "típico" varía poco en todo el mundo, existen diferencias regionales en su tamaño y características morfológicas. Los volcanes en escudo típicos que se encuentran en California y Oregón miden de 3 a 4 millas (5 a 6 km) de diámetro y de 1500 a 2000 pies (500 a 600 m) de altura, ^{[ 6 ]} mientras que los volcanes en escudo en el campo volcánico de Michoacán-Guanajuato, en el centro de México, tienen un promedio de 340 m (1100 pies) de altura y 4100 m (13 500 pies) de ancho, con un ángulo de pendiente promedio de 9,4° y un volumen promedio de 1,7 km³ (0,4 millas ^cúbicas ) . ^{[ 19 ]}           

Las zonas de rift son una característica frecuente en los volcanes en escudo, poco común en otros tipos volcánicos. La forma grande y descentralizada de los volcanes hawaianos, en comparación con sus primos islandeses más pequeños y simétricos ^{[ 7 ],} puede atribuirse a erupciones de rift. La ventilación fisural es común en Hawái ; la mayoría de las erupciones hawaianas comienzan con un llamado "muro de fuego" a lo largo de una fisura principal antes de centralizarse en un pequeño número de puntos. Esto explica su forma asimétrica, mientras que los volcanes islandeses siguen un patrón de erupciones centrales dominadas por calderas en la cumbre , lo que provoca que la lava se distribuya de manera más uniforme o simétrica. ^{[ 12 ] [ 7 ] [ 20 ] [ 21 ]}

Diagrama de una erupción hawaiana . (Clave: 1. Columna de ceniza 2. Fuente de lava 3. Cráter 4. Lago de lava 5. Fumarolas 6. Flujo de lava 7. Capas de lava y ceniza 8. Estrato 9. Dique 10. Conducto magmático 11. Cámara magmática 12. Dique ) Haga clic para ver una versión más grande .

La mayor parte de lo que se sabe actualmente sobre el carácter eruptivo de los volcanes en escudo se ha obtenido de estudios realizados en los volcanes de la isla de Hawái , con mucho los más estudiados de todos los escudos debido a su accesibilidad científica; ^{[ 22 ]} la isla da nombre a las erupciones efusivas de movimiento lento típicas del vulcanismo en escudo, conocidas como erupciones hawaianas . ^{[ 23 ]} Estas erupciones, las menos explosivas de los eventos volcánicos, se caracterizan por la emisión efusiva de lavas basálticas muy fluidas con bajo contenido gaseoso . Estas lavas viajan una distancia mucho mayor que las de otros tipos eruptivos antes de solidificarse, formando láminas magmáticas extremadamente anchas pero relativamente delgadas, a menudo de menos de 1 m (3 pies) de espesor. ^{[ 12 ] [ 7 ] [ 20 ]} Los bajos volúmenes de dichas lavas estratificadas durante largos períodos de tiempo son los que construyen lentamente el perfil bajo y ancho característico de un volcán en escudo maduro. ^{[ 12 ]}  

A diferencia de otros tipos de erupciones, las erupciones hawaianas suelen ocurrir en fisuras descentralizadas , comenzando con grandes "cortinas de fuego" que se extinguen rápidamente y se concentran en lugares específicos de las zonas de rift del volcán. Las erupciones de cráter central, por su parte, suelen tomar la forma de grandes fuentes de lava (tanto continuas como esporádicas), que pueden alcanzar alturas de cientos de metros o más. Las partículas de las fuentes de lava generalmente se enfrían en el aire antes de tocar el suelo, lo que da como resultado la acumulación de fragmentos de escoria cenicienta ; sin embargo, cuando el aire está especialmente cargado de piroclastos , estos no pueden enfriarse lo suficientemente rápido debido al calor circundante y golpean el suelo aún calientes, acumulándose en conos de salpicaduras . Si las tasas de erupción son lo suficientemente altas, incluso pueden formar flujos de lava alimentados por salpicaduras. Las erupciones hawaianas suelen ser extremadamente duraderas. Puʻu ʻŌʻō , un cono de ceniza del Kīlauea , entró en erupción continuamente desde el 3 de enero de 1983 hasta abril de 2018. ^{[ 20 ]}

Los flujos de las erupciones hawaianas se pueden dividir en dos tipos según sus características estructurales: la lava pāhoehoe , que es relativamente lisa y fluye con una textura fibrosa, y los flujos ʻaʻā , que son más densos, más viscosos (y, por lo tanto , de movimiento más lento) y más compactos. Estos flujos de lava pueden tener entre 2 y 20 m (10 y 70 pies) de espesor. Los flujos de lava ʻaʻā se mueven por presión : el frente parcialmente solidificado del flujo se inclina debido a la masa de lava que fluye detrás hasta que se desprende, tras lo cual la masa general que queda detrás avanza. Aunque la parte superior del flujo se enfría rápidamente, la parte inferior fundida del flujo está amortiguada por la roca solidificada que se encuentra encima, y ​​mediante este mecanismo, los flujos ʻaʻā pueden mantener el movimiento durante largos períodos de tiempo. Los flujos pāhoehoe, en cambio, se mueven en láminas más convencionales o mediante el avance de "dedos" de lava en columnas de lava serpenteantes . El aumento de la viscosidad por parte de la lava o el esfuerzo cortante por parte de la topografía local pueden transformar un flujo pāhoehoe en uno ʻaʻā, pero lo contrario nunca ocurre. ^{[ 24 ]}  

Aunque la mayoría de los volcanes en escudo son, por volumen, casi en su totalidad de origen hawaiano y basáltico, rara vez son exclusivamente así. Algunos volcanes, como el Monte Wrangell en Alaska y el Cofre de Perote en México, exhiben fluctuaciones lo suficientemente grandes en sus características eruptivas magmáticas históricas como para poner en duda una asignación categórica estricta; un estudio geológico de de Perote llegó incluso a sugerir el término "volcán compuesto tipo escudo". ^{[ 25 ]} La mayoría de los volcanes en escudo maduros tienen múltiples conos de ceniza en sus flancos, resultados de eyecciones de tefra comunes durante la actividad incesante y marcadores de sitios activos actuales y anteriores en el volcán. ^{[ 11 ] [ 20 ]} Un ejemplo de estos conos parásitos es en Puʻu ʻŌʻō en Kīlauea ^{[ 21 ]} — la actividad continua en curso desde 1983 ha construido un cono de 2290 pies (698 m) de altura en el sitio de una de las erupciones de rift más duraderas de la historia conocida. ^{[ 26 ]}  

Los volcanes en escudo hawaianos no se ubican cerca de ningún límite de placa ; la actividad volcánica de este archipiélago se distribuye por el movimiento de la placa oceánica sobre un afloramiento de magma conocido como punto caliente . A lo largo de millones de años, el movimiento tectónico que desplaza los continentes también crea largas estelas volcánicas en el lecho marino. Los volcanes en escudo de Hawái y Galápagos, y otros volcanes en escudo similares, están formados por basalto de islas oceánicas. Sus lavas se caracterizan por altos niveles de sodio , potasio y aluminio . ^{[ 27 ]}

Entre las características comunes del vulcanismo en escudo se encuentran los tubos de lava . ^{[ 28 ]} Los tubos de lava son conductos volcánicos estrechos, similares a cuevas, formados por el endurecimiento de la lava superpuesta. Estas estructuras contribuyen a la propagación de la lava, ya que las paredes del tubo la aíslan en su interior. ^{[ 29 ]} Los tubos de lava pueden representar una gran parte de la actividad de los volcanes en escudo; por ejemplo, se estima que el 58 % de la lava que forma el Kīlauea proviene de tubos de lava. ^{[ 28 ]}

En algunas erupciones de volcanes en escudo, la lava basáltica brota de una larga fisura en lugar de una chimenea central, cubriendo el paisaje con una extensa franja de material volcánico en forma de una amplia meseta . Existen mesetas de este tipo en Islandia, Washington, Oregón e Idaho; las más prominentes se encuentran a lo largo del río Snake en Idaho y del río Columbia en Washington y Oregón, donde se ha medido que alcanzan más de 2 km de espesor. ^{[ 12 ]}  

Las calderas son una característica común de los volcanes en escudo. Se forman y se reforman a lo largo de la vida del volcán. Los largos periodos eruptivos forman conos de ceniza, que luego colapsan con el tiempo para formar calderas. Estas calderas suelen rellenarse con erupciones progresivas o se forman en otros lugares, y este ciclo de colapso y regeneración se repite durante toda la vida del volcán. ^{[ 11 ]}

Las interacciones entre el agua y la lava en los volcanes en escudo pueden provocar que algunas erupciones se conviertan en hidrovolcánicas . Estas erupciones explosivas son drásticamente diferentes de la actividad volcánica habitual en escudo ^{[ 11 ]} y son especialmente frecuentes en los volcanes rodeados de agua de las islas hawaianas . ^{[ 20 ]}

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  ʻ A ʻ a avanza sobre pāhoehoe solidificado en Kīlauea , Hawai ʻ i
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  Una fuente de lava pāhoehoe en Kīlauea entra en erupción
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  Un lago de lava en la caldera de Erta Ale , un volcán en escudo activo en Etiopía
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  Los flujos de Pāhoehoe ingresan al Océano Pacífico en la isla Hawai ' i
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  Puʻu ʻŌʻō , un cono de ceniza parásito en Kīlauea , lava brotando al anochecer en junio de 1983, cerca del inicio de su ciclo eruptivo
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  Nāhuku, un tubo de lava en la isla de Hawái , ahora es una atracción turística en el Parque Nacional de los Volcanes de Hawái.

La cadena de volcanes en escudo más grande y prominente del mundo es la cadena de montes submarinos Hawái-Emperador, una cadena de volcanes de punto caliente en el Océano Pacífico. Los volcanes siguen un patrón evolutivo distintivo de crecimiento y muerte. ^{[ 32 ]} La cadena contiene al menos 43 volcanes importantes, y el monte submarino Meiji, en su extremo cerca de la fosa Kuril-Kamchatka , tiene 85  millones de años. ^{[ 33 ]}

La parte más joven de la cadena es Hawái, donde los volcanes se caracterizan por frecuentes erupciones de rift, su gran tamaño (miles de km³ ^de volumen) y su forma irregular y descentralizada. Las zonas de rift son una característica prominente de estos volcanes y explican su estructura volcánica aparentemente aleatoria. ^{[ 7 ]} Se alimentan del movimiento de la placa del Pacífico sobre el punto caliente de Hawái y forman una larga cadena de volcanes, atolones y montes submarinos de 2600 km ⁽ 1616 mi) de longitud con un volumen total de más de 750 000 km³ (179 935 mi³ ) ^. [ ^{34 ]}     

La cadena incluye Mauna Loa, un volcán en escudo que se eleva 4170 m (13 680 pies) sobre el nivel del mar y se extiende otros 13 km (8 millas) por debajo de la línea de flotación y dentro de la corteza, aproximadamente ⁸⁰ 000 km³ (19 000 millas cúbicas ) de roca. ^{[ 28 ]} Kīlauea , otro volcán en escudo hawaiano, es uno de los volcanes más activos de la Tierra, cuya erupción más reciente ocurrió en 2021. ^{[ 12 ]}       

Las Islas Galápagos son un conjunto aislado de volcanes, que consisten en volcanes en escudo y mesetas de lava, a unos 1100 km (680 mi) al oeste de Ecuador. Son impulsadas por el punto caliente de Galápagos y tienen entre aproximadamente 4,2 millones y 700 000 años de antigüedad. ^{[ 27 ]} La isla más grande, Isabela , consta de seis volcanes en escudo coalescentes, cada uno delimitado por una gran caldera en la cima. Española , la isla más antigua, y Fernandina , la más joven, también son volcanes en escudo, al igual que la mayoría de las otras islas de la cadena. ^{[ 35 ] [ 36 ] [ 37 ]} Las Islas Galápagos se asientan sobre una gran meseta de lava conocida como la Plataforma de Galápagos. Esta plataforma crea una profundidad de agua poco profunda de 360 ​​a 900 m (1181 a 2953 pies) en la base de las islas, que se extienden a lo largo de un diámetro de 174 mi (280 km) . ^{[ 38 ]} Desde la visita de Charles Darwin a las islas en 1835 durante el segundo viaje del HMS Beagle , se han registrado más de 60 erupciones en las islas, provenientes de seis volcanes en escudo diferentes. ^{[ 35 ] [ 37 ]} De los 21 volcanes emergentes, 13 se consideran activos. ^{[ 27 ]}       

El Cerro Azul es un volcán en escudo ubicado en la parte suroeste de la Isla Isabela y es uno de los más activos de las Galápagos, con su última erupción entre mayo y junio de 2008. El Instituto de Geofísica de la Escuela Politécnica Nacional de Quito alberga un equipo internacional de sismólogos y vulcanólogos ^{[ 39 ]} cuya responsabilidad es monitorear los numerosos volcanes activos de Ecuador en el Cinturón Volcánico Andino y las Islas Galápagos. La Cumbre es un volcán en escudo activo en la Isla Fernandina que ha estado en erupción desde el 11 de abril de 2009. ^{[ 40 ]}

Las islas Galápagos son geológicamente jóvenes para una cadena tan grande, y el patrón de sus zonas de rift sigue una de dos tendencias: una hacia el norte-noroeste y otra hacia el este-oeste. La composición de las lavas de los escudos de Galápagos es sorprendentemente similar a la de los volcanes hawaianos. No forman la misma "línea" volcánica asociada con la mayoría de los puntos calientes. No son las únicas en este sentido; la cadena de montes submarinos Cobb-Eickelberg en el Pacífico Norte es otro ejemplo de una cadena tan bien definida. Además, no existe un patrón claro de edad entre los volcanes, lo que sugiere un patrón de creación complejo e irregular. Cómo se formaron las islas sigue siendo un misterio geológico, aunque se han propuesto varias teorías. ^{[ 41 ]}

Situada sobre la Dorsal Mesoatlántica , un límite de placas tectónicas divergentes en medio del Océano Atlántico, Islandia alberga unos 130 volcanes de diversos tipos. ^{[ 21 ]} Los volcanes en escudo islandeses son generalmente de edad holocena , entre 5.000 y 10.000 años. Su distribución es muy estrecha, presentándose en dos franjas en las Zonas Volcánicas Oeste y Norte. Al igual que los volcanes hawaianos, su formación comienza inicialmente con varios centros eruptivos antes de centralizarse y concentrarse en un único punto. El escudo principal se forma entonces, sepultando con su lava los más pequeños formados por las erupciones tempranas. ^{[ 38 ]}

^{Los escudos islandeses son en su mayoría pequeños} (~ 15 km³ (4 mi³ ) ), simétricos (aunque esto puede verse afectado por la topografía de la superficie) y se caracterizan por erupciones desde calderas en la cima. ^{[ 38 ]} Están compuestos de olivino toleítico o basalto picrítico . Los escudos toleíticos tienden a ser más anchos y menos profundos que los escudos picríticos. ^{[ 42 ]} No siguen el patrón de crecimiento y destrucción de calderas que otros volcanes en escudo; pueden formarse calderas, pero generalmente no desaparecen. ^{[ 7 ] [ 38 ]}   

En África Oriental, la actividad volcánica se genera por el desarrollo del Rift de África Oriental y por puntos calientes cercanos. Algunos volcanes interactúan con ambos. Los volcanes en escudo se encuentran cerca del rift y frente a la costa de África, aunque los estratovolcanes son más comunes. Si bien se ha estudiado poco, el hecho de que todos sus volcanes sean de edad holocena refleja la juventud del centro volcánico. Una característica interesante del vulcanismo de África Oriental es su tendencia a la formación de lagos de lava ; estos cuerpos de lava semipermanentes, extremadamente raros en otros lugares, se forman en aproximadamente el 9 % de las erupciones africanas. ^{[ 43 ]}

El volcán en escudo más activo de África es Nyamuragira . Las erupciones en este volcán suelen estar centradas en la gran caldera de la cumbre o en las numerosas fisuras y conos de ceniza en sus flancos. Los flujos de lava del siglo pasado se extienden por los flancos a más de 30 km (19 millas) de la cumbre, llegando hasta el lago Kivu . Erta Ale, en Etiopía, es otro volcán en escudo activo y uno de los pocos lugares del mundo con un lago de lava permanente, que ha estado activo al menos desde 1967, y posiblemente desde 1906. ^{[ 43 ]} Otros centros volcánicos incluyen Menengai , una caldera en escudo masiva, ^{[ 44 ]} y el monte Marsabit en Kenia.  

Los volcanes en escudo no se limitan a la Tierra; se han encontrado en Marte , Venus y la luna de Júpiter , Io . ^{[ 45 ]}

Los volcanes en escudo de Marte son muy similares a los volcanes en escudo de la Tierra. En ambos planetas, tienen flancos de pendiente suave, cráteres de colapso a lo largo de su estructura central y están formados por lavas muy fluidas. Las características volcánicas en Marte se observaron mucho antes de que se estudiaran en detalle por primera vez durante la misión Viking de 1976-1979 . La principal diferencia entre los volcanes de Marte y los de la Tierra radica en su tamaño; los volcanes marcianos alcanzan hasta 23 km de altura y 595 km de diámetro, mucho mayores que los volcanes en escudo hawaianos de 10 km de altura y 119 km de ancho . ^{[ 46 ] [ 47 ] [ 48 ]} El más alto de ellos, el Olympus Mons , es la montaña más alta conocida en cualquier planeta del sistema solar.        

Venus posee más de 150 volcanes en escudo, mucho más planos y con una superficie mayor que los de la Tierra, algunos con un diámetro superior a los 700 km (430 millas) . ^{[ 49 ]} Si bien la mayoría de estos volcanes se extinguieron hace mucho tiempo, las observaciones de la sonda Venus Express sugieren que muchos podrían seguir activos. ^{[ 50 ]}