Los forúnculos de arena , los volcanes de arena o los golpes de arena ocurren cuando el agua bajo presión brota a través de un lecho de arena. [1] El agua parece estar hirviendo desde el lecho de arena, de ahí el nombre.
Un volcán de arena o golpe de arena es un cono de arena formado por la eyección de arena sobre una superficie desde un punto central. La arena se acumula formando un cono con pendientes en el ángulo de reposo de la arena . Comúnmente se ve un cráter en la cumbre . El cono parece un pequeño cono volcánico [2] y su tamaño puede variar desde milímetros hasta metros de diámetro.
El proceso a menudo se asocia con la licuefacción del suelo y la expulsión de arena fluidizada que puede ocurrir en sedimentos saturados de agua durante un terremoto . La Zona Sísmica de Nuevo Madrid exhibió muchas de estas características durante los terremotos de Nuevo Madrid de 1811-12 . [3] Los golpes de arena adyacentes alineados en una fila a lo largo de una fractura lineal dentro de sedimentos superficiales de grano fino son igual de comunes y todavía se pueden ver en el área de Nuevo Madrid.
En los últimos años, se han dedicado muchos esfuerzos al mapeo de características de licuefacción para estudiar terremotos antiguos. [4] La idea básica es mapear las zonas que son susceptibles al proceso y luego observarlas más de cerca. La presencia o ausencia de características de licuefacción del suelo es una fuerte evidencia de actividad sísmica pasada, o de la falta de ella.
Estos deben contrastarse con los volcanes de lodo , que se encuentran en áreas de géiseres o salidas de gas bajo la superficie.
La ebullición de arena puede ser un mecanismo que contribuya a la licuefacción y a la falla de los diques durante las inundaciones. Este efecto es causado por una diferencia de presión en dos lados de un dique o dique , muy probablemente durante una inundación. Este proceso puede resultar en erosión interna , por lo que la eliminación de partículas de suelo da como resultado una tubería a través del terraplén. La construcción de la tubería se acelerará rápidamente y eventualmente provocará la falla del terraplén.
Un hervor de arena es difícil de detener. El método más eficaz es crear una masa de agua encima del hervor para crear suficiente presión para ralentizar el flujo de agua. Un flujo más lento no podrá mover las partículas del suelo. La masa de agua a menudo se crea con sacos de arena que forman un anillo alrededor del forúnculo. [5]
Durante la inundación de la primavera de 2011, el Cuerpo de Ingenieros del Ejército de los Estados Unidos tuvo que trabajar para contener la ebullición de arena más grande jamás descubierta. La arena hirviendo medía 9 por 12 metros (30 por 40 pies) y estaba ubicada en la ciudad de Cairo, Illinois , en la confluencia del río Mississippi y el río Ohio . [6]
Un ejemplo de esto es durante el terremoto de 1989 en San Francisco , cuando la arena en ebullición levantó los escombros del terremoto de 1906 . Este proceso es resultado de la licuefacción . Al mapear la ubicación de las erupciones de arena que estallaron en el Distrito Marina durante el terremoto de Loma Prieta en 1989, los científicos descubrieron el sitio de una laguna que existía en 1906. La laguna se desarrolló después de que se construyera el malecón de la Feria y luego se rellenó en 1915 en preparación para la Exposición Internacional Panamá-Pacífico . [7]