Las ebulliciones de arena , volcanes de arena o 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 volcan de arena es un cono de arena formado por la expulsión de arena sobre una superficie desde un punto central. La arena se acumula en forma de cono con pendientes en el ángulo de reposo de la arena . Es común ver un cráter en la cima . El cono parece un pequeño cono volcánico [2] y puede variar en tamaño desde milímetros hasta metros de diámetro.
El proceso se asocia a menudo 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 New Madrid exhibió muchas de estas características durante los terremotos de New 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 igualmente comunes y aún se pueden ver en el área de New Madrid.
En los últimos años, se ha dedicado mucho esfuerzo a la cartografía de las características de licuefacción para estudiar los terremotos antiguos. [4] La idea básica es cartografiar las zonas que son susceptibles al proceso y luego examinarlas más de cerca. La presencia o ausencia de características de licuefacción del suelo es una prueba contundente de la actividad sísmica pasada, o la falta de ella.
Estos deben contrastarse con los volcanes de lodo , que ocurren en áreas de géiseres o de ventilación de gas subterráneo.
Las ebulliciones de arena pueden ser un mecanismo que contribuya a la licuefacción y la falla del dique 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 provocar erosión interna , por la cual la eliminación de partículas de suelo da como resultado una tubería a través del terraplén. La creación de la tubería ganará ritmo rápidamente y eventualmente provocará la falla del terraplén.
Es difícil detener una ebullición de arena. El método más eficaz es crear un cuerpo de agua por encima de la ebullición para crear suficiente presión para frenar el flujo de agua. Un flujo más lento no podrá mover las partículas de tierra. El cuerpo de agua se crea a menudo con bolsas de arena que forman un anillo alrededor de la ebullición. [5]
Durante la inundación de la primavera de 2011, el Cuerpo de Ingenieros del Ejército de los Estados Unidos tuvo que trabajar para contener el mayor embalse de arena jamás descubierto. El embalse de arena medía 9 por 12 metros (30 por 40 pies) y estaba ubicado en la ciudad de Cairo, Illinois , en la confluencia del río Misisipi y el río Ohio . [6]
Un ejemplo de esto es durante el terremoto de 1989 en San Francisco , cuando los montículos de arena sacaron a la superficie los escombros del terremoto de 1906. Este proceso es el resultado de la licuefacción . Al mapear la ubicación de los montículos de arena que estallaron en el Distrito Marina durante el terremoto de Loma Prieta de 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]