Una presa volcánica es un tipo de presa natural producida directa o indirectamente por el vulcanismo , que retiene o restringe temporalmente el flujo de agua superficial en arroyos existentes, como una presa artificial . Hay dos tipos principales de presas volcánicas, las creadas por el flujo de lava fundida y las creadas por la deposición primaria o secundaria de material piroclástico y escombros . Esta clasificación generalmente excluye otras características geológicas de tipo presa, a menudo más grandes y de mayor duración, denominadas por separado lagos de cráter , aunque estos centros volcánicos pueden estar asociados con la fuente de material para presas volcánicas, y la porción más baja de su borde de confinamiento puede considerarse como tal presa, especialmente si el nivel del lago dentro del cráter es relativamente alto.
Las presas volcánicas se encuentran generalmente en todo el mundo, en asociación con provincias volcánicas antiguas y activas, y se sabe que han existido en el registro geológico, en tiempos históricos y que existen en la actualidad. Su eliminación o falla también se registra. La longevidad y la extensión varían ampliamente, con períodos que van desde unos pocos días, semanas o años hasta varios cientos de miles de años o más, y dimensiones que van desde unos pocos metros hasta cientos o varios miles.
La ubicación, la estructura interna, la distribución y la longevidad de dichas presas pueden relacionarse de diversas maneras con la cantidad, la rapidez y la duración de la energía geotérmica ( primaria ) liberada y el material rocoso disponible; otras consideraciones incluyen los tipos de roca producidos, sus características físicas y de dureza y sus diversos modos de deposición. Los modos de deposición incluyen el flujo gravitacional de lava fundida en la superficie, el flujo gravitacional o la caída de piroclásticos a través del aire, así como la redistribución y el transporte de esos materiales por gravedad y agua.
Las presas de lava se forman cuando la lava fluye o se derrama en el valle de un río en cantidad y altura suficientes para superar temporalmente la naturaleza explosiva (vapor) de su contacto con el agua, y la fuerza erosiva del agua que fluye para eliminarla. Esto último depende de la cantidad de flujo de agua y del gradiente del arroyo. La lava puede fluir durante numerosas erupciones sucesivas o repetitivas y puede emanar de uno o varios respiraderos o fisuras. La lava de esta naturaleza, como el basalto , suele asociarse con erupciones menos explosivas; las lavas más viscosas con menor contenido máfico , como las dacitas y las riolitas , también pueden fluir, pero tienden a estar más estrechamente asociadas con erupciones de mayor explosividad y la formación de piroclásticos.
Una vez que se ha establecido inicialmente, el flujo de lava continuo crea una cara más empinada río arriba a medida que lucha contra el agua ascendente, pero la mayor parte de la lava fluye sin impedimentos río abajo cubriendo el lecho ahora seco del río y sus sedimentos aluviales , a veces durante kilómetros. Así emplazada, la forma de una presa de lava se asemeja a una mancha alargada, encajada en el fondo del valle. Al mismo tiempo, el agua continúa fluyendo, el lago continúa elevándose y acumulando sedimentos, que anteriormente habían migrado sin impedimentos río abajo. El relleno de sedimentos, el desbordamiento, la erosión descendente, las cascadas y el socavamiento son inevitables [1] , a menos que se establezca una salida alternativa para el agua y los sedimentos en otra parte del drenaje.
Los grandes ejemplos de presas de lava del registro geológico incluyen aquellas desarrolladas repetidamente desde el lado occidental del Gran Cañón , con el remanente más grande ahora denominado Presa Prospect , [1] y en varios lugares dentro del drenaje del río Snake . El antiguo "lago Idaho", que existió durante más de 6,5 millones de años, llenó la parte occidental de la parte posterior de una estructura de este tipo y creó la sección occidental de la llanura del río Snake , y acumuló 4000 pies (1200 m) de sedimentos del lago. [2] Otras ubicaciones incluyen cerca de American Falls, Idaho , y muchas otras. Muchas de estas fueron superadas, arrastradas o bordeadas por la inundación repentina que se originó en el ancestral lago Bonneville . [3]
Existen muchos otros ejemplos en todo el mundo, como el lago Caburgua en Chile y el Mývatn en Islandia. Entre los ejemplos en el oeste de Canadá y otros en el noroeste de los Estados Unidos se incluyen Lava Lake y The Barrier , que aún contiene el lago Garibaldi , [4] y Lava Butte .
Las presas piroclásticas se crean en un drenaje existente ya sea por su emplazamiento directo o por la acumulación de partículas piroclásticas muy variables, ampliamente denominadas tefra . A diferencia de las presas de lava, que se forman por el flujo gravitacional superficial coherente de líquido fundido, que llena el fondo del valle directamente y se solidifica rápidamente desde el exterior hacia el interior, las presas piroclásticas se producen por corrientes gravitacionales aéreas menos coherentes o caídas de partículas de tefra desde la atmósfera, que se solidifican en la superficie más lentamente desde la porción interna hacia afuera; los piroclásticos también se depositan tanto en el fondo del valle como ampliamente distribuidos en las laderas adyacentes. Su naturaleza aerotransportada está menos restringida al drenaje inmediato y pueden agitarse sobre los límites del drenaje; sus componentes particulados permiten una redistribución continua después de la colocación inicial por gravedad y agua. La explosividad de las erupciones piroclásticas, tanto lateral como verticalmente, varía desde oleadas ardientes hasta flujos calientes y caídas cálidas de tefra; El primero puede tender a construir una presa directamente, mientras que el segundo tiende a mejorar la colocación o proporcionar material adicional. A menos que se expulse violentamente y, en términos generales, la tefra de mayor tamaño cae más cerca del cráter y la tefra más pequeña cae más lejos, y su distribución está más influenciada por la velocidad y la dirección del viento predominantes.
Una vez establecida, la longevidad continua de una presa piroclástica depende de un equilibrio entre su dureza y tenacidad, que se consolidan lentamente, y la cantidad y velocidad de la capacidad erosiva del agua que fluye para eliminarla desde el principio. La tefra no consolidada se desplaza rápidamente por la precipitación y el agua que fluye en los desagües, creando a veces un lahar . Aguas arriba de la presa, este material se acumularía rápidamente para llenar el lago, y aguas abajo tendería a erosionar sus pendientes y su base. La acumulación a menudo rápida de material piroclástico no consolidado en laderas empinadas tiende a ser inherentemente inestable con el tiempo; las presas piroclásticas pueden formarse por el deslizamiento de tierra de dicho material hacia ríos y arroyos. El material piroclástico, si se le da tiempo suficiente para consolidarse o "soldarse" para formar roca dura, produce conjuntos clasificados de diversas formas como ignimbritas, brechadas o aglomeradas , junto con varios tipos de tobas y cenizas volcánicas , y son en su mayoría de composición félsica .
Aunque existen evidencias de presas piroclásticas en el registro geológico, [5] como el lago Reporoa en Nueva Zelanda, [6] son más conocidas y estudiadas en relación con erupciones volcánicas recientes y actuales. Los ejemplos en todo el mundo incluyen asociaciones con El Chichón en México, [7] y el volcán Karymsky en Rusia. [8] El lago de caldera asociado con el volcán Taal , que anteriormente estaba abierto al mar de China Meridional, fue cerrado permanentemente por una presa piroclástica durante la erupción de 1749, y permanece en equilibrio a un nivel más alto hasta el día de hoy, [9] mientras que la presa piroclástica que comprende el borde inferior del cráter del lago Nyos en Camerún se considera menos estable. [10]
Como todas las formas de represas naturales, la erosión o falla de las represas volcánicas pueden producir inundaciones catastróficas , flujos de escombros y deslizamientos de tierra asociados , dependiendo del tamaño del lago embalsado .