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 hecha por el hombre . 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 y escombros piroclásticos . 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 las presas volcánicas, y la porción más baja de su borde confinante puede considerarse como una presa de este tipo, especialmente si el nivel del lago dentro del cráter es relativamente alto.
Las represas volcánicas generalmente se encuentran 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 se encuentran en la actualidad. Del mismo modo se registra su eliminación o fracaso. 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 y varios miles.
La ubicación, estructura interna, distribución y longevidad de dichas represas pueden estar relacionadas de diversas formas con la cantidad, rapidez y duración de la energía geotérmica ( primaria ) liberada y el material rocoso disponible; otras consideraciones incluyen los tipos de rocas producidas, sus características físicas y de dureza, y sus diversos modos de deposición. Los modos de depósito incluyen el flujo por gravedad de lava fundida en la superficie, el flujo por gravedad o la caída de piroclásticos a través del aire, así como la redistribución y 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 de la corriente. La lava puede fluir durante numerosas erupciones sucesivas o repetitivas y puede emanar de respiraderos o fisuras únicos o numerosos. La lava de esta naturaleza, al igual que la del basalto , suele asociarse a erupciones menos explosivas; También pueden fluir lavas más viscosas y con menor contenido máfico , como dacitas y riolitas , pero tienden a estar más asociadas con erupciones de mayor explosividad y formación de piroclásticos.
Una vez establecido inicialmente, el flujo continuo de lava crea una cara río arriba más empinada mientras lucha contra el aumento del agua, pero la mayor parte de la lava fluye sin obstáculos río abajo cubriendo el lecho del río ahora seco y sus sedimentos aluviales , a veces por millas. Así colocada, la forma de una presa de lava se asemeja a una masa alargada, encajada en el fondo del valle. Al mismo tiempo, el agua sigue fluyendo, el lago sigue aumentando y acumulando sedimentos que antes habían migrado libremente río abajo. A esto le siguen inevitablemente el llenado de sedimentos, el desbordamiento, la erosión descendente, las cascadas y la socavación, [1] a menos que se establezca una salida alternativa para el agua y los sedimentos en otras partes del drenaje.
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 Prospect Dam , [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 detrás de dicha estructura y creó la sección occidental de la llanura del río Snake , y acumuló 4000 pies (1200 m) de sedimentos del lago. [2] Otros lugares incluyen cerca de American Falls, Idaho y muchos otros. Muchos de ellos fueron superados, arrasados o bordeados por la inundación que se originó en el ancestral lago Bonneville . [3]
Existen muchos otros ejemplos a nivel mundial, incluido el lago Caburgua en Chile y Mývatn en Islandia. Ejemplos en el oeste de Canadá y otros en el noroeste de Estados Unidos incluyen Lava Lake y The Barrier , que todavía incauta el lago Garibaldi , [4] y Lava Butte .
Las presas piroclásticas se crean en un drenaje existente ya sea mediante su colocación directa o mediante la acumulación de partículas piroclásticas muy variables, denominadas en términos generales tefra . A diferencia de las presas de lava, que se forman por un flujo superficial coherente de líquido fundido por gravedad, que llena el fondo del valle directamente y se solidifica rápidamente desde el exterior hacia el interior, las presas piroclásticas se producen por corrientes de gravedad menos coherentes en el aire o caídas de partículas de tefra desde la atmósfera, que se solidifican. en la superficie más lentamente desde la parte interior hacia afuera; También se depositan piroclásticos tanto en el fondo del valle como ampliamente distribuidos en las laderas adyacentes. Su naturaleza aérea está menos restringida al drenaje inmediato y pueden moverse 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 de fuego hasta flujos calientes y caídas cálidas de tefra; el primero puede tender a colocar una presa directamente, mientras que el segundo tiende a mejorar la colocación o proporcionar material adicional. A menos que sea expulsada violentamente y, en términos generales, la tefra de mayor tamaño cae más cerca del cráter y la tefra más pequeña aterriza más lejos, y su distribución está más influenciada por la velocidad y dirección del viento predominante.
Una vez establecida inicialmente, la longevidad continua de una presa piroclástica sigue siendo 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 su inicio. La tefra no consolidada se mueve rápidamente por la precipitación y el agua que fluye en los drenajes, creando en ocasiones un lahar . Aguas arriba de la presa, este material se acumularía rápidamente hasta llenar el lago, y aguas abajo tendería a erosionar sus laderas y su base. La acumulación, a menudo rápida, de material piroclástico no consolidado en laderas empinadas tiende a ser inherentemente inestable con el tiempo; Se pueden construir presas piroclásticas mediante el deslizamiento de dicho material en ríos y arroyos. El material piroclástico, al que se le da tiempo suficiente para consolidarse o "soldarse" en roca dura, produce conjuntos clasificados de diversas formas como ignimbritas, brechadas o aglomeradas de diversas formas , junto con varios tipos de tobas y cenizas volcánicas , y son en su mayoría de composición félsica .
Si bien hay evidencia de represas piroclásticas dentro del registro geológico, [5] como el lago Reporoa en Nueva Zelanda, [6] son mejor conocidas y estudiadas en relación con erupciones volcánicas recientes y actuales. Los ejemplos a nivel mundial incluyen asociaciones con El Chichón en México [7] y el volcán Karymsky en Rusia. [8] El lago 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 el La presa piroclástica que comprende el borde bajo 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 puede producir inundaciones catastróficas , flujos de escombros y deslizamientos de tierra asociados , dependiendo del tamaño del lago embalsado .