Flujo piroclástico

Corriente rápida de gas caliente y materia volcánica que se aleja de un volcán

Flujos piroclásticos descienden por las laderas del volcán Mayon , Filipinas , en 1984

Un flujo piroclástico (también conocido como corriente de densidad piroclástica o nube piroclástica ) ^[1] es una corriente rápida de gas caliente y materia volcánica (conocida colectivamente como tefra ) que fluye a lo largo del suelo alejándose de un volcán a velocidades promedio de 100 km/h (30 m/s; 60 mph) pero es capaz de alcanzar velocidades de hasta 700 km/h (190 m/s; 430 mph). ^[2] Los gases y la tefra pueden alcanzar temperaturas de aproximadamente 1.000 °C (1.800 °F).

Los flujos piroclásticos son el más mortífero de todos los peligros volcánicos ^[3] y se producen como resultado de determinadas erupciones explosivas ; normalmente tocan el suelo y se precipitan cuesta abajo, o se extienden lateralmente por gravedad. Su velocidad depende de la densidad de la corriente, la tasa de producción volcánica y la pendiente de la pendiente.

origen del término

Rocas piroclásticas de la toba de Bishop ; sin comprimir con piedra pómez (a la izquierda), comprimida con fiamme (a la derecha)

La palabra piroclasto se deriva del griego πῦρ ( pýr ), que significa "fuego", y κλαστός ( klastós ), que significa "roto en pedazos". ^{[4] [5]} El nombre de los flujos piroclásticos que brillan de color rojo en la oscuridad es nuée ardente (en francés, "nube ardiente"); esto se utilizó especialmente para describir la desastrosa erupción del Monte Pelée en 1902 en Martinica , una isla francesa en el Caribe. ^{[6] [nota 1]}

Los flujos piroclásticos que contienen una proporción mucho mayor de gas a roca se conocen como "corrientes de densidad piroclástica completamente diluidas" o oleadas piroclásticas . La menor densidad a veces les permite fluir sobre características topográficas más altas o agua, como crestas, colinas, ríos y mares. También pueden contener vapor, agua y rocas a menos de 250 °C (480 °F); estos se denominan "fríos" en comparación con otros flujos, aunque la temperatura sigue siendo letalmente alta. Pueden ocurrir oleadas piroclásticas frías cuando la erupción se produce desde un respiradero debajo de un lago poco profundo o del mar. Los frentes de algunas corrientes de densidad piroclástica están completamente diluidos; por ejemplo, durante la erupción del monte Pelée en 1902, una corriente totalmente diluida arrasó la ciudad de Saint-Pierre y mató a casi 30.000 personas. ^[7]

Un flujo piroclástico es un tipo de corriente de gravedad ; en la literatura científica a veces se abrevia como PDC (corriente de densidad piroclástica).

Causas

Existen varios mecanismos que pueden producir un flujo piroclástico:

• Colapso de la fuente de una columna eruptiva de una erupción pliniana (por ejemplo, la destrucción de Herculano y Pompeya por el Monte Vesubio en el 79 d.C.). En tal erupción, el material expulsado con fuerza del respiradero calienta el aire circundante y la mezcla turbulenta se eleva, por convección , durante muchos kilómetros. Si el chorro en erupción no es capaz de calentar suficientemente el aire circundante, las corrientes de convección no serán lo suficientemente fuertes como para llevar la columna hacia arriba y ésta caerá, fluyendo hacia los flancos del volcán.
• Colapso de fuente de una columna eruptiva asociada con una erupción vulcaniana (por ejemplo, el volcán Soufrière Hills de Montserrat ha generado muchos de estos mortales flujos y oleadas piroclásticas). El gas y los proyectiles crean una nube más densa que el aire circundante y se convierte en un flujo piroclástico.
• Espuma en la boca del respiradero durante la desgasificación de la lava en erupción. Esto puede dar lugar a la producción de una roca llamada ignimbrita . Esto ocurrió durante la erupción de Novarupta en 1912.
• Colapso gravitacional de una cúpula o columna de lava , con avalanchas y flujos posteriores por una pendiente pronunciada (por ejemplo, el volcán Soufrière Hills de Montserrat, que causó diecinueve muertes en 1997).
• La explosión direccional (o chorro) cuando parte de un volcán colapsa o explota (por ejemplo, la erupción del Monte Santa Helena el 18 de mayo de 1980 ). A medida que aumenta la distancia desde el volcán, esto se transforma rápidamente en una corriente impulsada por la gravedad.

Tamaño y efectos

Restos de un edificio en Francisco León destruido por oleadas y flujos piroclásticos durante la erupción del volcán El Chichón en México en 1982. Las varillas de refuerzo del hormigón estaban dobladas en la dirección del flujo.

Un científico examina bloques de piedra pómez en el borde de un depósito de flujo piroclástico del Monte St. Helens

Los moldes de algunas víctimas en el llamado "Jardín de los Fugitivos", Pompeya

Los volúmenes de flujo varían desde unos pocos cientos de metros cúbicos hasta más de 1.000 kilómetros cúbicos (240 millas cúbicas). Los flujos más grandes pueden viajar cientos de kilómetros, aunque desde hace varios cientos de miles de años no se ha producido ninguno de esa escala. La mayoría de los flujos piroclásticos miden entre uno y diez kilómetros cúbicos ( 1 ⁄ 4 – 2+1 ⁄ 2  milla cúbica) y recorrer varios kilómetros. Los flujos generalmente constan de dos partes: el flujo basal abraza el suelo y contiene cantos rodados y fragmentos de roca más grandes y gruesos, mientras que una columna de ceniza extremadamente calientese eleva sobre él debido a la turbulencia entre el flujo y el aire suprayacente, mezclando y calentando el aire atmosférico frío. provocando expansión y convección. ^[8]

La energía cinética de la nube en movimiento aplastará árboles y edificios a su paso. Los gases calientes y la alta velocidad los hacen particularmente letales, ya que incineran instantáneamente organismos vivos o los convierten en fósiles carbonizados:

• Las ciudades de Pompeya y Herculano , Italia, por ejemplo, fueron sumergidas por oleadas piroclásticas en el año 79 d.C., con muchas vidas perdidas. ^[9]
• La erupción del monte Pelée en 1902 destruyó la ciudad martinica de St. Pierre . A pesar de los signos de erupción inminente, el gobierno consideró que St. Pierre era seguro debido a las colinas y valles entre él y el volcán, pero el flujo piroclástico carbonizó casi la totalidad de la ciudad, matando a todos menos a tres de sus 30.000 residentes. ^{[ cita necesaria ]}
• Una oleada piroclástica mató a los vulcanólogos Harry Glicken , Katia y Maurice Krafft y a otras 40 personas en el Monte Unzen , en Japón, el 3 de junio de 1991. La oleada comenzó como un flujo piroclástico y la oleada más energizada subió por un espolón en el que se encontraban los Krafft y los otros estaban de pie; los envolvió y los cadáveres quedaron cubiertos con unos 5 mm ( 1 ⁄ 4  pulgadas) de ceniza. ^[10]
• El 25 de junio de 1997, un flujo piroclástico descendió por Mosquito Ghaut en la isla caribeña de Montserrat . Se desarrolló una gran oleada piroclástica altamente energizada. El Ghaut no pudo contener este flujo y se derramó, matando a 19 personas que se encontraban en el área de la aldea de Streatham (que fue oficialmente evacuada). Varias personas más en la zona sufrieron quemaduras graves. ^{[ cita necesaria ]}

Interacción con el agua

La evidencia testimonial de la erupción del Krakatoa de 1883 , respaldada por evidencia experimental, ^[11] muestra que los flujos piroclásticos pueden atravesar importantes masas de agua. Sin embargo, podría tratarse de una oleada piroclástica , no de un flujo, porque la densidad de una corriente de gravedad significa que no puede moverse a través de la superficie del agua. ^[11] Un flujo llegó a la costa de Sumatra a una distancia de hasta 48 kilómetros (26 millas náuticas). ^[12]

Un documental de la BBC de 2006, Diez cosas que no sabías sobre los volcanes , ^[13] demostró pruebas realizadas por un equipo de investigación de la Universidad de Kiel , Alemania, de flujos piroclásticos que se mueven sobre el agua. ^[14] Cuando el flujo piroclástico reconstruido (corriente de ceniza en su mayoría caliente con diferentes densidades) golpeó el agua, sucedieron dos cosas: el material más pesado cayó al agua, precipitándose del flujo piroclástico hacia el líquido; la temperatura de la ceniza hizo que el agua se evaporara, impulsando el flujo piroclástico (que ahora sólo consiste en el material más ligero) sobre un lecho de vapor a un ritmo aún más rápido que antes.

Durante algunas fases del volcán Soufriere Hills en Montserrat, se filmaron flujos piroclásticos aproximadamente a 1 km ( 1 ⁄ 2  millas náuticas) mar adentro. Estos muestran el agua hirviendo cuando el flujo pasó sobre ella. Los flujos finalmente formaron un delta, que cubría aproximadamente 1 km ² (250 acres). Otro ejemplo se observó en 2019 en Stromboli , cuando un flujo piroclástico se desplazó varios cientos de metros sobre el mar. ^[15]

Un flujo piroclástico puede interactuar con una masa de agua para formar una gran cantidad de lodo, que luego puede continuar fluyendo cuesta abajo como un lahar . Este es uno de varios mecanismos que pueden crear un lahar. ^{[ cita necesaria ]}

En otros cuerpos celestes

En 1963, la astrónoma de la NASA Winifred Cameron propuso que el equivalente lunar de los flujos piroclásticos terrestres podría haber formado riachuelos sinuosos en la Luna . En una erupción volcánica lunar, una nube piroclástica seguiría el relieve local, dando como resultado una trayectoria a menudo sinuosa. El valle de Schröter en la Luna es un ejemplo. ^{[16] [ se necesita fuente no primaria ]} Algunos volcanes en Marte , como Tyrrhenus Mons y Hadriacus Mons , han producido depósitos en capas que parecen erosionarse más fácilmente que los flujos de lava, lo que sugiere que fueron emplazados por flujos piroclásticos. ^[17]

Ver también

• Caída piroclástica
• Roca piroclástica
• toba soldada

Referencias

1. Branney MJ & Kokelaar, BP 2002, Corrientes de densidad piroclástica y sedimentación de ignimbritas. Memorias de la Sociedad Geológica de Londres 27, 143pp.
2. "Flujo piroclástico MSH [USGS]". pubs.usgs.gov .
3. Auker, Melanie Rose; Chispas, Robert Stephen John; Siebert, Lee; Crosweller, Helen Sian; Ewert, John (14 de febrero de 2013). "Un análisis estadístico del registro histórico mundial de muertes volcánicas". Revista de Vulcanología Aplicada . 2 (1): 2. Código Bib :2013JApV....2....2A. doi : 10.1186/2191-5040-2-2 . ISSN  2191-5040. S2CID  44008872.
4. Ver:
   • Jukes, Joseph Beete (1862). Manual de geología para estudiantes (2ª ed.). Edimburgo, Escocia, Reino Unido: Adam y Charles Black . pag. 68.De la pág. 68: "La palabra "ceniza" no es muy buena para incluir todos los acompañamientos mecánicos de una erupción subaérea o subacuática, ya que la ceniza parece limitarse a un polvo fino, el residuo de la combustión. Falta una palabra para expresar todo tales acompañamientos, sin importar cuál sea su tamaño o condición, cuando se acumulan en una masa tal que forman lechos de "rocas". Quizás podríamos llamarlos "materiales piroclásticos"..."
5. "Definición de κλαστός". Diccionario griego de Perseo . Universidad de Tufts . Consultado el 8 de octubre de 2020 .
6. Lacroix, A. (1904) La Montagne Pelée et ses Eruptions , París, Masson (en francés) Del vol. 1, pág. 38: Después de describir en la p. 37 la erupción de una "nube densa y negra" ( nuée noire ), Lacroix acuña el término nuée ardente : " Peu après l'éruption de ce que j'appellerai désormais la nuée ardente , un inmenso nuage de cendres couvrait l'ile tout entière, la saupoudrant d'une mince Couche de débris volcaniques. " (Poco después de la erupción de lo que en adelante llamaré la nube densa y resplandeciente [ nuée ardente ], una inmensa nube de cenizas cubrió toda la isla, rociándola con una fina capa de escombros volcánicos.)
7. Arthur N. Strahler (1972), Planeta Tierra: sus sistemas físicos a través del tiempo geológico
8. Myers y Brantley (1995). Hoja informativa sobre los peligros de los volcanes: Fenómenos peligrosos en los volcanes, Informe de archivo abierto del USGS 95-231
9. Weller, Roger (2005). Monte Vesubio, Italia. Departamento de Geología de Cochise College. Archivado desde el original el 23 de octubre de 2010 . Consultado el 15 de octubre de 2010 .
10. Sutherland, Lin. Reader's Digest Pathfinders Terremotos y volcanes. Nueva York: Weldon Owen Publishing, 2000.
11. Freundt, Armin (2003). "Entrada de flujos piroclásticos calientes al mar: observaciones experimentales". Boletín de Vulcanología . 65 (2): 144-164. Código Bib : 2002BVol...65..144F. doi :10.1007/s00445-002-0250-1. S2CID  73620085.
12. Campamento, Vic. "KRAKATAU, INDONESIA (1883)". Cómo funcionan los volcanes. Departamento de Ciencias Geológicas, Universidad Estatal de San Diego, 31 de marzo de 2006. Web. 15 de octubre de 2010. [1] Archivado el 16 de diciembre de 2014 en Wayback Machine .
13. Diez cosas que no sabías sobre los volcanes (2006) en IMDb
14. Entrada de flujos piroclásticos calientes al mar: observaciones experimentales, INIST .
15. de Vita, Sandro; Di Vito, Mauro A.; Nave, Rosella (5 de septiembre de 2019). "Cuando un flusso piroclastico scorre sul mare: esempi a Stromboli e altri vulcani". INGV vulcani (en italiano) . Consultado el 4 de octubre de 2021 .
16. Cameron, WS (1964). "Una interpretación del valle de Schröter y otros riachuelos sinuosos lunares". Revista de investigaciones geofísicas . 69 (12): 2423–2430. Código bibliográfico : 1964JGR....69.2423C. doi :10.1029/JZ069i012p02423.
17. Zimbelman, James R.; Garry, William Brent; Blanqueador, Jacob Elvin; Corona, David A. (2015). "Vulcanismo en Marte". En Sigurdsson, Haraldur; Houghton, Bruce; McNutt, Steve; Rymer, avellana; Stix, John (eds.). La enciclopedia de los volcanes (Segunda ed.). Ámsterdam: Zimbelman. págs. 717–728. ISBN 978-0-12-385938-9.

• Sigurdson, Haraldur: Enciclopedia de volcanes. Prensa académica, 546–548. ISBN 0-12-643140-X . 

Notas

1. Aunque la acuñación del término nuée ardente en 1904 se atribuye al geólogo francés Antoine Lacroix , según:
   • Puta, Marjorie (1965). "El origen del concepto vulcanológico nuée ardente ". Isis . 56 (4): 401–407. doi :10.1086/350041. S2CID  144772310.
   El término fue utilizado en 1873 por el suegro y ex profesor de Lacroix, el geólogo francés Ferdinand André Fouqué , en su descripción de las erupciones de 1580 y 1808 del volcán de la isla de São Jorge en las Azores .
   • Fouqué, Fernando (1873). "San Jorge et ses éruptions" [São Jorge y sus erupciones]. Revue Scientifique de la France et de l'Étranger . 2da serie (en francés). 2 (51): 1198–1201.

   • De la pág. 1199: " Un des phénomènes les plus singuliers de cette grande éruption est la production de ce que les témoins contemporains ont appelé des nuées ardentes " . (Uno de los fenómenos más extraños de esta gran erupción es la producción de lo que los testigos contemporáneos llamaron nuées ardentes . )
   • De la pág. 1200: " Les détonations cessent dans la journée du 17, mais alors apparaissent des nuées ardents semblables à celles de l'éruption de 1580. " (Las detonaciones cesan el día 17, pero luego [aparecen] nubes ardientes [ nuées ardientes ] similares a los de la erupción de 1580.)

   Marjorie Hooker – (Hooker, 1965), pág. 405 - registra que el padre João Inácio da Silveira (1767-1852) del pueblo de Santo Amaro en la isla de São Jorge escribió un relato de la erupción de 1808 en el que describió una ardente nuven ("nube ardiente" en portugués) que fluyó por el faldas del volcán. El relato de Silveira se publicó en 1871 y se volvió a publicar en 1883.
   • Silveira, João Inácio da (1883). "XXVIII. Anno de 1808. Erupção na ilha de S. Jorge [XXVIII. Año de 1808. Erupción en la isla de São Jorge.]". En Canto, Ernesto do (ed.). Archivo dos Açores [Archivo de las Azores] (en portugués). Ponta Delgada, São Miguel, Azores: Archivo dos Açores. págs. 437–441.De las págs. 439–440: " Em desassete do dito mês de Maio… de repente se levantou um tufão de fogo ou vulcão e introduzindo-se nas terras lavradias levantou todos aqueles campos até abaixo às vinhas com todas as árvores e bardos, fazendo- se uma medonha e ardente nuvem e correndo até abaixo de igreja queimou trinta e tantas pessoas na igreja e nos campos… " (El día diecisiete de dicho mes de mayo… de repente surgió un tifón de fuego del volcán y [it] entró en las tierras de cultivo, arrastró todos aquellos campos hasta los viñedos, con todos los árboles y setos, formando una nube temible y ardiente [ ardente nuvem ] y corriendo hacia la iglesia, quemó a más de treinta personas en la iglesia y en el campos…)

enlaces externos

• Vídeo sobre flujos piroclásticos