Un cono de ceniza (o cono de escoria [1] ) es una colina cónica empinada de fragmentos piroclásticos sueltos , como clinker volcánico, ceniza volcánica o escoria, que se ha construido alrededor de un respiradero volcánico . [2] [3] Los fragmentos piroclásticos se forman por erupciones explosivas o fuentes de lava de un único respiradero, típicamente cilíndrico. A medida que la lava cargada de gas es lanzada violentamente al aire, se rompe en pequeños fragmentos que se solidifican y caen como cenizas, clinker o escoria alrededor del respiradero para formar un cono que a menudo es simétrico; con pendientes entre 30 y 40°; y una planta casi circular. [4] La mayoría de los conos de ceniza tienen un cráter en forma de cuenco en la cima. [2]
Los conos de ceniza varían en tamaño desde decenas a cientos de metros de altura [3] y a menudo tienen un cráter en forma de cuenco en la cima. [2] Están compuestos de material piroclástico suelto ( ceniza o escoria ), lo que los distingue de los conos de salpicaduras , que están compuestos por bombas volcánicas aglomeradas . [5]
El material piroclástico que forma un cono de ceniza suele tener una composición basáltica a andesítica . [6] A menudo es vidrioso y contiene numerosas burbujas de gas "congeladas" en su lugar cuando el magma explotó en el aire y luego se enfrió rápidamente. Los fragmentos de lava de más de 64 mm de diámetro, conocidos como bombas volcánicas , también son un producto común de las erupciones de conos de ceniza. [3]
El crecimiento de un cono de ceniza se puede dividir en cuatro etapas. En la primera etapa, se forma un anillo de escoria de borde bajo alrededor del evento en erupción. Durante la segunda etapa, se construye el borde y comienza a formarse una pendiente de talud fuera del borde. La tercera etapa se caracteriza por el hundimiento y la explosión que destruyen el borde original, mientras que la cuarta etapa se caracteriza por la acumulación de astrágalo más allá de la zona donde la ceniza cae a la superficie (la zona balística ). [7]
Durante la etapa menguante de la erupción de un cono de ceniza, el magma ha perdido la mayor parte de su contenido de gas. Este magma empobrecido en gas no brota, sino que rezuma silenciosamente hacia el cráter o debajo de la base del cono en forma de lava. [8] La lava rara vez sale de la parte superior (excepto como fuente) porque las cenizas sueltas y sin cementar son demasiado débiles para soportar la presión ejercida por la roca fundida a medida que asciende hacia la superficie a través del respiradero central. [3] Debido a que contiene tan pocas burbujas de gas, la lava fundida es más densa que las cenizas ricas en burbujas. [8] Por lo tanto, a menudo excava a lo largo del fondo del cono de ceniza, levantando las cenizas menos densas como corchos en el agua, y avanza hacia afuera, creando un flujo de lava alrededor de la base del cono. [8] Cuando termina la erupción, un cono simétrico de cenizas se asienta en el centro de una plataforma de lava circundante. [8] Si el cráter se rompe por completo, las paredes restantes forman un anfiteatro o forma de herradura alrededor del respiradero.
Los conos de ceniza basáltica son el tipo de volcán más característico asociado con el vulcanismo intraplaca . [9] Son particularmente comunes en asociación con magmatismo alcalino , en el que la lava en erupción está enriquecida en óxidos de sodio y potasio . [10]
Los conos de ceniza también se encuentran comúnmente en los flancos de volcanes en escudo , estratovolcanes y calderas . [3] Por ejemplo, los geólogos han identificado cerca de 100 conos de ceniza en las laderas del Mauna Kea , un volcán en escudo situado en la isla de Hawaii . [3] Estos conos de ceniza probablemente representan las etapas finales de actividad de un volcán máfico . [11] Sin embargo, la mayoría de los conos volcánicos formados en erupciones de tipo hawaiano son conos de salpicaduras en lugar de conos de ceniza, debido a la naturaleza fluida de la lava. [12]
El cono de ceniza más famoso, el paricutín , surgió de un campo de maíz en México en 1943 a partir de un nuevo respiradero. [3] Las erupciones continuaron durante nueve años, construyeron el cono a una altura de 424 metros (1391 pies) y produjeron flujos de lava que cubrieron 25 km 2 (9,7 millas cuadradas). [3]
El cono de ceniza históricamente más activo de la Tierra es Cerro Negro en Nicaragua. [3] Es parte de un grupo de cuatro conos de ceniza jóvenes al NO del volcán Las Pilas . Desde su erupción inicial en 1850, ha entrado en erupción más de 20 veces, la más reciente en 1995 y 1999. [3]
Las imágenes de satélite sugieren que se encuentran conos de ceniza en otros cuerpos terrestres del sistema solar. [13] En Marte, se han reportado en los flancos de Pavonis Mons en Tharsis , [14] [15] en la región de Hydraotes Chaos [16] en el fondo del Coprates Chasma , [17] o en el campo volcánico Ulises Colles . [18] También se sugiere que las estructuras abovedadas en Marius Hills (en la Luna) podrían representar conos de ceniza lunar . [19]
El tamaño y la forma de los conos de ceniza dependen de las propiedades ambientales, ya que una gravedad y/o presión atmosférica diferente pueden cambiar la dispersión de las partículas de escoria expulsadas. [13] Por ejemplo, los conos de ceniza en Marte parecen ser más de dos veces más anchos que sus análogos terrestres [18] ya que la presión atmosférica y la gravedad más bajas permiten una dispersión más amplia de las partículas expulsadas en un área más grande. [13] [20] Por lo tanto, parece que la cantidad de material en erupción no es suficiente en Marte para que las pendientes de los flancos alcancen el ángulo de reposo y los conos de ceniza marcianos parecen estar regidos principalmente por la distribución balística y no por la redistribución de material en los flancos como Típico en la Tierra. [20]
Los conos de ceniza a menudo son muy simétricos, pero los fuertes vientos predominantes en el momento de la erupción pueden causar una mayor acumulación de ceniza en el lado del respiradero a favor del viento. [11]
Algunos conos de ceniza son monogenéticos y se forman a partir de un único episodio eruptivo corto que produce un volumen muy pequeño de lava. La erupción suele durar sólo semanas o meses, pero en ocasiones puede durar quince años o más. [21] Parícutin en México, Diamond Head , Koko Head , el cráter Punchbowl , el monte Le Brun del campo volcánico de Coalstoun Lakes y algunos conos de ceniza en Mauna Kea son conos de ceniza monogenéticos. Sin embargo, no todos los conos de ceniza son monogenéticos, y algunos conos de ceniza antiguos muestran intervalos de formación de suelo entre flujos que indican que las erupciones estuvieron separadas por miles o decenas de miles de años. [21]
Los conos monogenéticos probablemente se forman cuando la tasa de suministro de magma a un campo volcánico es muy baja y las erupciones se extienden en el espacio y el tiempo. Esto evita que cualquier erupción establezca un sistema de " plomería " que proporcionaría un camino fácil hacia la superficie para erupciones posteriores. Por tanto, cada erupción debe encontrar su propio camino independiente hacia la superficie. [22] [23]
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