19Los volcanes

El 17 de mayo de 1980, un geólogo se situó en una loma a diez kilómetros del monte Santa Helena, en el noroeste de los Estados Unidos, y tomó la fotografía de abajo a la izquierda: un cono liso y nevado, una de las montañas más elegantes del país. Desde hacía dos meses la montaña temblaba, y su ladera norte se había ido hinchando hacia fuera como un globo. A la mañana siguiente, a las 8:32, un pequeño terremoto la sacudió. Toda la ladera hinchada se deslizó, y el volcán explotó de lado. Cuando se pudo volver a fotografiar desde la misma loma, en septiembre, la montaña tenía el aspecto de la fotografía de la derecha.

En este capítulo abrimos un volcán para ver qué impulsa una erupción; averiguamos por qué algunos volcanes derraman tranquilos ríos de lava mientras otros saltan por los aires; y volvemos a mirar el mapamundi para ver dónde están los volcanes y por qué.

Lo que ya sabes

Un volcán es un lugar donde la roca fundida del interior de la Tierra sale a la superficie, y la colina o la montaña que construye allí. Durante una erupción, expulsa lava, ceniza y gases (Capítulo 8). Bajo la corteza, el manto está hecho de roca caliente que es sólida, aunque puede deslizarse muy despacio (Capítulo 16). El basalto y el granito son rocas ígneas: se forman cuando la roca fundida se enfría y se endurece (Capítulo 15). La envoltura exterior de la Tierra está rota en placas que se desplazan unos pocos centímetros al año; sus bordes son los límites de placas (Capítulo 18).

19.1 El interior de un volcán

El manto es sólido. Sin embargo, en algunos lugares, en las profundidades, se funde una pequeña parte de la roca. La roca fundida es más ligera que la roca sólida que la rodea, así que sube despacio, abriéndose paso por las grietas, como una gota de aceite que sube a través del agua.

Definición 19.1 (Magma)

El magma es la roca fundida que está bajo tierra. Es un líquido caliente que también puede llevar cristales y, disueltos en él, gases como el vapor de agua y el dióxido de carbono. El magma que sale a la superficie se llama lava; al salir, pierde la mayor parte de su gas.

El magma que sube a menudo se detiene por el camino, unos pocos kilómetros por debajo de la superficie, donde se acumula en una gran bolsa. Allí espera, a veces durante siglos, antes de que una erupción vacíe una parte.

Definición 19.2 (Cámara magmática)

Una cámara magmática es un gran espacio en las rocas que hay bajo un volcán, a unos pocos kilómetros de profundidad, donde se acumula el magma antes de una erupción.

Definición 19.3 (Boca eruptiva y cráter)

Una boca eruptiva es una abertura en la superficie por la que salen el magma, los gases y la ceniza. Un cráter es la depresión en forma de cuenco que rodea una boca, normalmente en lo alto del volcán.

Así que la misma roca fundida tiene dos nombres. Bajo tierra es magma; una vez que ha salido por una boca, es lava. La diferencia no es solo una cuestión de palabras: el magma aún conserva su gas, mientras que la lava ha perdido casi todo el suyo en el aire. Veremos que ese gas decide qué clase de erupción tiene un volcán.

¿Cuánto calor hace? Los científicos del Observatorio Vulcanológico de Hawái miden la lava cuando sale por las bocas del Kilauea, uno de los volcanes de Hawái: unos $1170{}^{\circ}\mathrm{C}$. La roca caliente brilla, y el color de ese brillo depende de su temperatura: unas cámaras especiales leen desde lejos la temperatura de una colada midiendo los colores de su brillo. Incluso el ojo se hace una idea aproximada, como muestra la tabla.

Observación 19.4 (Una piel que se enfría en un segundo)

Cuando la lava toca el aire por primera vez, su superficie se enfría cientos de grados cada segundo: enseguida se forma una piel oscura sobre la roca incandescente. Bajo la piel, la lava sigue caliente mucho tiempo. En Hawái, la lava ha corrido por túneles bajo su propio techo endurecido a lo largo de $10\,\mathrm{km}$, desde una boca hasta el mar, y aun así ha llegado a la orilla a unos $1140{}^{\circ}\mathrm{C}$: solo unos 30 grados menos que en la boca.

19.2 Dos maneras de entrar en erupción

El monte Santa Helena saltó por los aires. Los volcanes de Hawái, en cambio, suelen derramar lava que corre por sus laderas. Los geólogos clasifican las erupciones en dos clases.

Definición 19.5 (Erupciones efusivas y explosivas)

En una erupción efusiva el magma sale tranquilamente en forma de lava, que se aleja de la boca, a veces a lo largo de kilómetros, o salta en fuentes de gotas incandescentes. En una erupción explosiva el magma salta en pedazos por la fuerza de su propio gas: una columna de ceniza, gases y trozos de roca sale lanzada muy alto hacia el cielo.

¿Qué marca la diferencia? Dos cosas: lo fluido que es el magma y la cantidad de gas que contiene.

Fluido o viscoso. Algunos magmas son fluidos, casi como la miel caliente: es el caso del magma que, al enfriarse, da el basalto oscuro, como en Hawái. Otros magmas son espesos y viscosos, como la miel fría o la pasta de dientes. A través de un magma fluido, las burbujas de gas suben fácilmente y escapan en la superficie, unas pocas cada vez. En un magma viscoso, las burbujas quedan atrapadas.

Poco o mucho gas. Una botella de agua con gas contiene mucho gas disuelto en el agua, mantenido allí por la presión del interior de la botella cerrada; no se ve. Abre la botella y la presión baja: aparecen burbujas por todas partes, y si se ha agitado la botella, la espuma sale disparada. El magma de las profundidades también contiene gas disuelto a alta presión. Al subir, la presión baja y el gas sale de la disolución en forma de burbujas.

Juntemos las dos cosas. Un magma fluido con poco gas deja escapar sus burbujas y sale en forma de lava que corre: la erupción es efusiva. Un magma viscoso lleno de gas retiene sus burbujas hasta que se hinchan tanto que desgarran el magma en jirones: la erupción es explosiva. Los jirones de magma espumoso se solidifican en el aire en forma de ceniza y de piedra pómez, una roca tan llena de burbujas que puede flotar.

Ejemplo 19.6 (Pinatubo, 1991: el refresco sin gas y el refresco agitado)

En junio de 1991, el primer magma llegó a la superficie del monte Pinatubo, en Filipinas. Por el camino había perdido la mayor parte de su gas, “como una botella de refresco que se ha quedado sin gas”, en palabras de los científicos que lo vigilaban. Salió despacio y se amontonó formando un domo sobre la boca: no hubo explosión. Después, el 12 de junio, un magma todavía lleno de gas llegó a la superficie y explotó — la columna de la fotografía de arriba. El 15 de junio llegó un magma aún más rico en gas, y el volcán tuvo una de las mayores erupciones del siglo XX: expulsó más de cinco kilómetros cúbicos de roca y ceniza, su nube de ceniza subió a $35\,\mathrm{km}$ de altura, y la cima de la montaña se hundió y dejó una depresión de $2.5\,\mathrm{km}$ de diámetro. El mismo volcán, la misma semana: el gas marcó la diferencia.

La forma de un volcán guarda la memoria de sus erupciones. La lava fluida corre lejos antes de endurecerse, así que, capa tras capa, construye una montaña ancha de laderas suaves, con la forma de un escudo de guerrero tendido en el suelo: un volcán en escudo. El Mauna Loa, en Hawái, es uno de ellos. La lava viscosa y la ceniza se amontonan cerca de la boca y forman un cono empinado hecho de capas de lava y de ceniza: un estratovolcán (estrato significa capa). El monte Santa Helena y el Pinatubo son dos de ellos.

Método 19.7 (¿Efusiva o explosiva? Cuatro pistas)

Para saber, a partir de una descripción o de una fotografía, qué clase de erupción tiene un volcán, busca estas pistas.

1. ¿Qué sale? Lava que corre o que salta en fuentes: efusiva. Una columna de ceniza, trozos de roca lanzados: explosiva.
2. La forma del volcán. Una montaña ancha de laderas suaves: erupciones sobre todo efusivas. Un cono empinado: a menudo explosivas.
3. El magma. Fluido, poco gas: efusiva. Viscoso, mucho gas: explosiva.
4. Las rocas que quedan. Coladas de lava oscuras y macizas: efusiva. Capas de ceniza y de piedra pómez: explosiva.

Ejemplo 19.8 (Usar las pistas)

Una viajera describe un volcán: “una montaña enorme, suavemente redondeada, con coladas de lava negra por todas sus laderas, algunas de solo unos pocos años”. La pista 2 (laderas suaves) y la pista 4 (coladas de lava oscuras) apuntan a erupciones efusivas: es un volcán en escudo, como el Mauna Loa.

En el laboratorio — Un volcán en una botella (en clase, con el profesor)

El profesor coge dos botellas cerradas de agua con gas. Una se ha dejado quieta; la otra se ha agitado suavemente. Las dos se abren al aire libre, sobre una palangana, apuntando lejos de todo el mundo. La botella quieta sisea y deja subir unas pocas burbujas; la agitada estalla en una espuma que sale disparada. ¿Qué botella se parece al magma de Hawái, y cuál al del Pinatubo? Después, echa un trozo de piedra pómez y un canto rodado en un cuenco de agua: la piedra pómez flota. Mírala con una lupa: está llena de agujeros, las burbujas de gas que quedaron congeladas en la roca cuando estalló el magma.

19.3 Lo que sale de un volcán

Una erupción expulsa mucho más que lava: gases, ceniza, trozos de roca y, en los peores casos, avalanchas de ceniza caliente.

El gas más abundante, con mucho, es el vapor de agua. Las grandes erupciones liberan enormes cantidades de gas en poco tiempo: se calcula que en un solo día de 1991 el Pinatubo envió más de 250 millones de toneladas de gas a la alta atmósfera.

Definición 19.9 (Flujo piroclástico)

Un flujo piroclástico es una avalancha rápida de gas caliente, ceniza y trozos de roca, desde granos de polvo hasta bloques, que baja a toda velocidad por las laderas de un volcán durante una erupción explosiva. (Piro significa fuego, y clástico, hecho de trozos rotos.)

Los flujos piroclásticos suelen moverse a más de $80\,\mathrm{km}/\mathrm{h}$, y las rocas y el gas que llevan están en general entre 200 y $700{}^{\circ}\mathrm{C}$. Por lo general siguen los valles, como el agua, y derriban, queman o sepultan casi todo lo que encuentran a su paso. El 18 de mayo de 1980, los flujos piroclásticos del monte Santa Helena corrieron a entre 80 y $130\,\mathrm{km}/\mathrm{h}$, a una temperatura de al menos $700{}^{\circ}\mathrm{C}$, y llegaron a $8\,\mathrm{km}$ del cráter.

La tabla resume los productos de un volcán.

Método 19.10 (¿Cuánto tarda?)

Para saber cuánto tarda algo que se mueve a una velocidad conocida en recorrer una distancia, divide la distancia entre la velocidad:

$$\text{tiempo} = \frac{\text{distancia}}{\text{velocidad}}.$$

Con una distancia en kilómetros y una velocidad en kilómetros por hora, el tiempo sale en horas; multiplica por 60 para obtenerlo en minutos.

Ejemplo 19.11 (Una carrera contra un flujo piroclástico)

Un flujo piroclástico que avanza a $120\,\mathrm{km}/\mathrm{h}$ se dirige hacia un pueblo situado $6\,\mathrm{km}$ valle abajo. Tarda $6 \div 120 = 0.05$ horas, es decir, $0.05 \times 60 = 3$ minutos. Tres minutos: nadie puede salir del valle a tiempo, ni corriendo ni en coche. La gente solo está a salvo si se ha marchado antes de la erupción.

Observación 19.12 (Las coladas de barro: el peligro que llega después)

Una erupción deja las laderas cubiertas de ceniza suelta. Cuando le cae la lluvia, o cuando el calor funde la nieve y el hielo de la cima, la ceniza se convierte en coladas de barro que bajan a toda velocidad por los valles. El 18 de mayo de 1980, las coladas de barro del monte Santa Helena dañaron 27 puentes y casi 200 viviendas. Alrededor del Pinatubo, las fuertes lluvias de los años siguientes convirtieron la ceniza en coladas de barro gigantes que sepultaron pueblos enteros: causaron más daños que la propia erupción.

19.4 ¿Dónde están los volcanes?

La Smithsonian Institution, en Washington, mantiene una lista de todos los volcanes que se sabe que han entrado en erupción en los últimos 12 000 años: 1 214, en tierra y bajo el mar. Para cada uno, la lista dice dónde está respecto a las placas. El mapa de abajo los colorea de esta manera.

Proposición 19.13 (La mayoría de los volcanes están en límites de placas)

De los 1 214 volcanes activos en los últimos 12 000 años, 838 (el 69 %) están donde una placa se hunde bajo otra y 221 (el 18 %) donde las placas se separan; 149 (el 12 %) están en el interior de una placa, lejos de sus bordes. De los 6 últimos (el 0.5 %) no se conoce la situación.

Donde las placas se separan. A lo largo de las dorsales oceánicas, y en rifts como el que está desgarrando el este de África, las placas se alejan una de otra. El magma sube del manto hasta las grietas que se ensanchan y las rellena: se fabrica corteza nueva. La mayoría de las dorsales están bajo el mar, pero Islandia está justo sobre la dorsal mesoatlántica: allí, estos volcanes se pueden ver en tierra firme. Su magma es sobre todo basalto fluido, y sus erupciones son sobre todo efusivas.

Donde una placa se hunde bajo otra. Más de dos volcanes de cada tres están aquí, a lo largo de líneas que siguen los bordes del océano Pacífico — el “Anillo de Fuego” — y en algunos otros lugares. En las profundidades, a lo largo de la placa que se hunde, parte de la roca se funde; los científicos todavía discuten qué roca se funde exactamente, la placa que se hunde, la placa de encima o las dos. El magma que sube allí suele ser viscoso y rico en gas: son los volcanes explosivos, como el monte Santa Helena y el Pinatubo. Los datos lo muestran: de los 660 conos empinados (estratovolcanes) de la lista, 564 — es decir, el 85 % — están donde una placa se hunde bajo otra.

En el interior de una placa. Algunos volcanes están lejos de cualquier límite. Los más famosos son los de Hawái, en medio del océano Pacífico, a más de $3200\,\mathrm{km}$ del borde de placa más cercano.

Definición 19.14 (Punto caliente)

Un punto caliente es un lugar, en las profundidades del manto, que se mantiene caliente durante millones de años y sigue alimentando de magma a volcanes de la superficie, incluso lejos de los bordes de las placas.

El punto caliente se queda donde está, mientras la placa de encima se mueve. Un volcán crece sobre el punto caliente; después, la placa en movimiento se lo lleva y el volcán se apaga, mientras crece uno nuevo sobre el punto caliente, detrás de él. Con el tiempo, la placa lleva toda una línea de volcanes, los más viejos más lejos del punto caliente. Es justo lo que vemos en Hawái: las rocas más antiguas de la isla de Kauai, en el extremo noroeste de las islas habitadas, tienen unos 5.5 millones de años, y están muy desgastadas por la lluvia y las olas; en la Isla Grande, en el extremo sureste, las rocas más antiguas de la superficie tienen menos de 0.7 millones de años, y todavía sale lava nueva.

Historia — Un geofísico y una línea de islas

¿Por qué tendría que levantarse una cadena de islas volcánicas en medio de la placa más grande de la Tierra? En 1963, el geofísico canadiense J. Tuzo Wilson propuso una respuesta. Las islas de Hawái, sugirió, forman una línea porque la placa del Pacífico se mueve sobre una fuente de calor profunda y fija del manto, que funde en parte la placa de encima. Si tenía razón, las islas tenían que ser más antiguas y estar más desgastadas cuanto más lejos estuvieran de los volcanes activos de la Isla Grande. Las edades de sus rocas muestran exactamente eso. Una sola idea explicaba a la vez la línea y el orden de las edades. (Wilson es también el científico que descubrió los límites transformantes, donde las placas se deslizan una junto a otra.)

19.5 Vivir con los volcanes

Mucha gente vive cerca de los volcanes: en 1991 vivían unos 3 millones de personas en la región que rodea el Pinatubo. Por suerte, una gran erupción suele dar señales de aviso. El magma que sube aparta las rocas: el suelo se agrieta y tiembla con pequeños terremotos, las laderas se hinchan, se escapa gas. En el monte Santa Helena, los primeros pequeños terremotos llegaron el 16 de marzo de 1980; el 17 de mayo ya había habido más de 10 000, y la ladera norte se había hinchado hacia fuera al menos $137\,\mathrm{m}$. Los científicos lo midieron todo y se cerró la zona; aun así, 57 personas murieron el 18 de mayo.

En el Pinatubo, en 1991, los científicos que vigilaban los terremotos, los gases y la hinchazón del volcán dieron el aviso a tiempo: la gente que vivía cerca del volcán se marchó, y se salvaron al menos 5 000 vidas.

Observación 19.15 (No te acerques nunca a un volcán en erupción)

Mirar una erupción solo se puede hacer en los lugares que las autoridades han abierto al público. Los gases, la caída de rocas, la costra de lava reciente que se rompe bajo los pies y los flujos piroclásticos pueden matar, a menudo sin aviso. Los observatorios vulcanológicos publican qué se puede visitar sin peligro: haz siempre lo que dicen.

19.6 Ejercicios

Ejercicio 19.1 ★

Une cada palabra con su significado: magma; lava; cámara magmática; boca eruptiva; cráter. (a) Una depresión en forma de cuenco en lo alto de un volcán. (b) La roca fundida que está bajo tierra. (c) Una abertura por la que sale el magma. (d) La roca fundida que ha salido a la superficie. (e) Una gran bolsa de magma a unos pocos kilómetros bajo un volcán.

Solución

Solución de Ejercicio 19.1.

(a) cráter; (b) magma; (c) boca eruptiva; (d) lava; (e) cámara magmática.

Ejercicio 19.2 ★

¿Efusiva o explosiva? (a) Ríos de lava incandescente bajan por una ladera suave. (b) Una columna de ceniza sube $35\,\mathrm{km}$ hacia el cielo. (c) Una fuente de gotas incandescentes salta de una grieta. (d) Una avalancha de ceniza y gas calientes baja a toda velocidad por un valle.

Solución

Solución de Ejercicio 19.2.

(a) Efusiva. (b) Explosiva. (c) Efusiva: una fuente de lava lanza gotas incandescentes que vuelven a caer y corren; el magma no se convierte en ceniza. (d) Explosiva: es un flujo piroclástico.

Ejercicio 19.3 ★

¿Verdadero o falso? Corrige las falsas. (a) El magma y la lava son dos nombres de la misma roca fundida, bajo tierra y en la superficie. (b) El gas volcánico más abundante es el dióxido de carbono. (c) Un flujo piroclástico es un río de lava líquida. (d) Los volcanes de Hawái están en un límite de placas.

Solución

Solución de Ejercicio 19.3.

(a) Verdadero. (b) Falso: el gas volcánico más abundante es el vapor de agua; el dióxido de carbono viene después. (c) Falso: un flujo piroclástico es una avalancha de gas caliente, ceniza y trozos de roca. (d) Falso: están en el interior de la placa del Pacífico, a más de 3200 km del límite más cercano, sobre un punto caliente.

Ejercicio 19.4 ★

Usa la tabla de los colores del brillo. (a) Una lava brilla en amarillo: di su temperatura. (b) Una colada que se está endureciendo brilla en rojo oscuro: di su temperatura. (c) Una fotografía muestra lava naranja en el frente de una colada y lava amarilla cerca de la boca. ¿Dónde está más caliente? ¿Por qué?

Solución

Solución de Ejercicio 19.4.

(a) De unos 1000 a 1200 grados. (b) De unos 600 a 800 grados. (c) Cerca de la boca, donde la lava es amarilla (de 1000 a 1200 grados) y no naranja (de 800 a 1000 grados): la lava se enfría a medida que se aleja de la boca.

Ejercicio 19.5 ★★

Usa el diagrama de barras de los 1 214 volcanes. (a) ¿Cuántos volcanes están en un límite de placas (donde las placas se separan, o donde una se hunde bajo otra)? (b) ¿Qué porcentaje de todos los volcanes es eso? (c) Comprueba que los cuatro porcentajes de la proposición suman aproximadamente el 100 %.

Solución

Solución de Ejercicio 19.5.

(a) $838 + 221 = 1059$ volcanes. (b) $1059 \div 1214 \approx 0.872$: alrededor del 87 %. (c) $69 + 18 + 12 + 0.5 = 99.5$, alrededor del 100 %: la pequeña diferencia se debe al redondeo de cada porcentaje.

Ejercicio 19.6 ★★

De los 660 conos empinados (estratovolcanes) de la lista, 564 están donde una placa se hunde bajo otra, 62 donde las placas se separan y 33 en el interior de una placa. (a) Halla el porcentaje de conos empinados que están donde una placa se hunde bajo otra. (b) ¿Cuántos conos empinados quedan para la situación “desconocida”? (c) Usa las cuatro pistas: ¿qué clase de erupciones cabe esperar a lo largo del Anillo de Fuego?

Solución

Solución de Ejercicio 19.6.

(a) $564 \div 660 \approx 0.855$: alrededor del 85 %. (b) $660 - 564 - 62 - 33 = 1$: un cono empinado. (c) Los conos empinados los construyen la lava viscosa y la ceniza, la marca de las erupciones explosivas: a lo largo del Anillo de Fuego, donde una placa se hunde bajo otra, cabe esperar muchas erupciones explosivas, como las del monte Santa Helena y del Pinatubo.

Ejercicio 19.7 ★★

En el Kilauea, la lava sale de la boca a unos $1170{}^{\circ}\mathrm{C}$. Por un túnel de lava llegó al mar, a $10\,\mathrm{km}$, a unos $1140{}^{\circ}\mathrm{C}$. (a) ¿Cuántos grados se enfrió? (b) ¿Cuántos grados son por kilómetro? (c) La lava al aire libre se enfría en su superficie cientos de grados por segundo. Explica por qué la lava del túnel se mantuvo tan caliente.

Solución

Solución de Ejercicio 19.7.

(a) $1170 - 1140 = 30$ grados. (b) $30 \div 10 = 3$ grados por kilómetro. (c) En el túnel, la lava no toca el aire: el techo endurecido que tiene encima conserva el calor, como la tapa de una olla. Al aire libre, su superficie pierde calor enseguida.

Ejercicio 19.8 ★★

Las rocas más antiguas de Kauai tienen unos 5.5 millones de años; las de la Isla Grande, menos de 0.7 millones de años. (a) ¿Qué isla es más antigua? ¿Por al menos cuántos millones de años? (b) ¿Qué isla está más desgastada? ¿Por qué? (c) ¿Qué isla está hoy sobre el punto caliente? (d) Kauai está al noroeste de la Isla Grande. ¿En qué dirección se lleva las islas la placa del Pacífico?

Solución

Solución de Ejercicio 19.8.

(a) Kauai, por al menos $5.5 - 0.7 = 4.8$ millones de años. (b) Kauai: la lluvia y las olas llevan mucho más tiempo desgastándola. (c) La Isla Grande, donde todavía sale lava nueva. (d) Hacia el noroeste: Kauai, que se alejó primero del punto caliente, está ahora al noroeste de él.

Ejercicio 19.9 ★★

Las islas de Hawái están a más de $3200\,\mathrm{km}$ del límite de placas más cercano. (a) ¿Por qué es sorprendente para unos volcanes? (b) Explica en tres o cuatro frases de dónde viene su magma. (c) En el mapa de los volcanes, ¿de qué color son?

Solución

Solución de Ejercicio 19.9.

(a) Casi todos los volcanes están en límites de placas (el 87 % de la lista): unos volcanes tan lejos de cualquier límite son una excepción. (b) En las profundidades del manto bajo Hawái, un punto caliente se mantiene caliente durante millones de años. Funde en parte la roca de encima. El magma, más ligero que la roca sólida que lo rodea, sube a través de la placa y entra en erupción. A medida que la placa se mueve, crecen volcanes nuevos sobre el punto caliente y los viejos se van alejando. (c) Puntos naranjas (“en el interior de una placa”).

Ejercicio 19.10 ★★

En junio de 1991, el primer magma del Pinatubo salió tranquilamente; tres días después, otro magma explotó. Usa las dos botellas de agua con gas para explicar la diferencia. ¿Cuál de los dos magmas había perdido su gas al subir?

Solución

Solución de Ejercicio 19.10.

El primer magma había perdido la mayor parte de su gas al subir, como una botella de agua con gas que se ha dejado abierta o quieta: cuando llegó a la superficie, ya no quedaba nada que lo hiciera estallar, y salió lentamente. El magma del 12 y del 15 de junio todavía conservaba su gas, como la botella agitada: al bajar la presión cerca de la superficie, el gas formó burbujas de golpe, que se hincharon y desgarraron el magma viscoso en ceniza. El primer magma es el que había perdido su gas.

Ejercicio 19.11 ★★★

Un pueblo está $10\,\mathrm{km}$ valle abajo de un volcán. (a) Un flujo piroclástico avanza a $80\,\mathrm{km}/\mathrm{h}$. ¿Cuántos minutos tardaría en llegar al pueblo? (b) La misma pregunta a $130\,\mathrm{km}/\mathrm{h}$. (c) Una familia necesita 20 minutos para marcharse en coche. Explica por qué el aviso tiene que llegar antes de que empiece la erupción, y no cuando se ve el flujo.

Solución

Solución de Ejercicio 19.11.

(a) $10 \div 80 = 0.125$ horas, y $0.125 \times 60 = 7.5$ minutos. (b) $10 \div 130 \approx 0.077$ horas, unos $0.077 \times 60 \approx 4.6$ minutos, es decir, unos 5 minutos. (c) La familia necesita 20 minutos, pero el flujo llega en 5 a 8 minutos: cuando se ve el flujo, ya es demasiado tarde. La familia solo puede estar a salvo si se marcha cuando los científicos ven las señales de aviso, antes de la erupción.

Ejercicio 19.12 ★★★

La ceniza del monte Santa Helena dio una vuelta entera a la Tierra en 15 días. Un grado de latitud mide unos $111\,\mathrm{km}$, y una vuelta completa son 360 grados. (a) ¿Cuánto mide, más o menos, una vuelta completa a la Tierra, en kilómetros? Redondea al millar más cercano. (b) ¿Cuántos kilómetros recorrió la ceniza al día, de media? (c) ¿Cuántos kilómetros por hora son? (d) ¿Lleva la ceniza el viento o se mueve por su propia velocidad? Explícalo.

Solución

Solución de Ejercicio 19.12.

(a) $111 \times 360 = 39\,960$: unos 40 000 km. (b) $40\,000 \div 15 \approx 2667$: unos 2 670 km al día. (c) $2667 \div 24 \approx 111$: unos 110 km por hora. (d) El viento: la ceniza fina no tiene velocidad propia una vez que la erupción la ha lanzado hacia arriba; flota muy alto en el aire y el viento la lleva, mientras cae despacio.

19.7 Problema: el día en que la montaña perdió la cima

Problema 19.1

Problema de fin de semana — las señales de aviso del monte Santa Helena, la erupción del 18 de mayo de 1980 y cuánto se perdió de la montaña

El monte Santa Helena está en el noroeste de los Estados Unidos. Usa las fotografías del principio del capítulo, el mapa de los volcanes y los números de abajo, medidos por el U.S. Geological Survey.

Parte I — Antes de la erupción.

1. Los primeros pequeños terremotos llegaron el 16 de marzo de 1980; la gran erupción, el 18 de mayo. ¿Cuántos días pasaron entre las dos fechas? (Marzo tiene 31 días, y abril, 30.)
2. El 17 de mayo ya se habían registrado más de 10 000 terremotos, en los 62 días transcurridos desde el 16 de marzo. ¿Cuántos son, más o menos, al día, de media?
3. La ladera norte de la montaña se hinchó hacia fuera al menos $137\,\mathrm{m}$. Explica por qué la hinchazón preocupaba a los científicos.
4. En el mapa de los volcanes, el monte Santa Helena es un triángulo azul. ¿Qué te dice eso de su situación? ¿Qué clase de erupción esperas, y qué forma de volcán?

Parte II — El 18 de mayo de 1980.

5. A las 8:32, un pequeño terremoto hizo deslizarse la ladera hinchada. El deslizamiento avanzó a hasta $240\,\mathrm{km}/\mathrm{h}$. ¿Cuántos kilómetros por minuto son?
6. El deslizamiento dejó el magma al descubierto, como un tapón que se quita de una botella agitada. Explica por qué el volcán explotó entonces de lado.
7. La explosión lateral avanzó a al menos $480\,\mathrm{km}/\mathrm{h}$ y llegó a $27\,\mathrm{km}$ del volcán. A esa velocidad, ¿cuántos minutos tardó, como mucho, en llegar allí?
8. Los flujos piroclásticos avanzaron a hasta $130\,\mathrm{km}/\mathrm{h}$ y llegaron a $8\,\mathrm{km}$ del cráter. ¿Cuántos minutos tardaron a esa velocidad? Redondea al minuto más cercano.

Parte III — Después.

9. La columna de ceniza alcanzó una altura de unos $24\,\mathrm{km}$ en menos de 15 minutos. ¿Cuántas veces más alta que el Everest ($8.8\,\mathrm{km}$) es? Redondea a un decimal.
10. Entre 1980 y 1986, una lava viscosa salió lentamente en el cráter y construyó un domo de $267\,\mathrm{m}$ de altura sobre la boca. ¿Fueron estas erupciones efusivas o explosivas? ¿Qué botella de agua con gas te recuerdan?
11. Mira las dos fotografías del volcán. Describe en dos frases lo que cambió.
12. Antes de la erupción, la cima estaba a $2950\,\mathrm{m}$ sobre el nivel del mar; después, el punto más alto estaba a $2549\,\mathrm{m}$. ¿Cuántos metros de altura perdió la montaña?

Solución

Solución de Problema 19.1.

1. Del 16 al 31 de marzo: $31 - 16 = 15$ días; después, los 30 días de abril y 18 días de mayo: $15 + 30 + 18 = 63$ días.

2. $10\,000 \div 62 \approx 161$: más de 160 pequeños terremotos al día, de media.

3. La hinchazón mostraba que el magma había subido muy arriba dentro de la montaña y empujaba la roca hacia fuera. Además, volvía la ladera norte empinada e inestable, lista para deslizarse.

4. Un triángulo azul está donde una placa se hunde bajo otra. Cabe esperar un magma viscoso y rico en gas, erupciones explosivas y un cono empinado (un estratovolcán) — justo lo que muestra la primera fotografía.

5. $240 \div 60 = 4$ kilómetros por minuto.

6. La ladera hinchada retenía el magma, a presión, como el tapón de una botella. Cuando se deslizó, la presión bajó de golpe; el gas disuelto en el magma se convirtió en burbujas de golpe y salió disparado por la ladera abierta — de lado, por donde había desaparecido la tapa.

7. $27 \div 480 \approx 0.056$ horas, y $0.056 \times 60 \approx 3.4$ minutos. Como la explosión avanzó al menos a esa velocidad, tardó como mucho unos 3.4 minutos.

8. $8 \div 130 \approx 0.062$ horas, y $0.062 \times 60 \approx 3.7$: unos 4 minutos.

9. $24 \div 8.8 \approx 2.7$: la columna subió unas 2.7 veces más alto que el Everest.

10. Efusivas: la lava viscosa salió sin explotar y se amontonó sobre la boca. Como la botella que se había dejado quieta, este magma ya había perdido la mayor parte de su gas.

11. Antes, la montaña era un cono liso y puntiagudo cubierto de nieve, sobre bosques verdes. Después, su cima y su ladera norte han desaparecido: en su lugar hay un enorme cráter abierto hacia nosotros, y las laderas y el valle de delante están grises de ceniza y de roca rota.

12. $2950 - 2549 = 401$: la montaña perdió unos 401 m de altura, unos 400 metros, como se contó en el curso 4.