6.2: Asignación- Exploración de las características volcánicas de los Estados Unidos

Asignación del Módulo 6

Explorando las características volcánicas de los EE.

Figura 1. Durante más de nueve horas estalló un vigoroso penacho de ceniza, llegando finalmente a 12 a 15 millas (20-25 kilómetros) sobre el nivel del mar. El penacho se movió hacia el este a una velocidad promedio de 60 millas por hora (95 kilómetros/hora), con cenizas llegando a Idaho al mediodía. A principios del 19 de mayo, la devastadora erupción había terminado. Aquí se muestra una vista en primer plano de la pluma de ceniza del 18 de mayo.

Visión general

Puedes iniciar la actividad después de haber completado la tarea de lectura.

El Monte Santa Helens despierta

Los primeros sismos afectaron el 20 de marzo de 1980. Los sismólogos rápidamente determinaron que los temblores se centraban debajo de una montaña nevada, conocida por ellos, pero no por el público en general, como un volcán potencialmente peligroso, que había estado latente por más de un siglo. Durante la siguiente semana, el número de sismos aumentó, y estos terremotos desencadenaron avalanchas de nieve, que a su vez obligaron a cerrar las áreas de recreación invernal alrededor de la montaña. Geólogos y geofísicos convergieron en el lugar para monitorear la actividad y se reunieron con autoridades locales para alertarlos sobre la posibilidad de una erupción. El 27 de marzo, el vapor y la ceniza explotaron desde la cumbre del volcán y marcaron el inicio de varias pequeñas erupciones durante los dos meses siguientes.

Figura 2. Monte Santa Helens antes de la erupción del 18 de mayo de 1980. Vista desde el noreste de Spirit Lake.

Las autoridades públicas cerraron prudentemente la zona que rodea la montaña luego de ser informados del pasado comportamiento violento del volcán por parte de quienes habían realizado cuidadosos estudios geológicos durante los 20 años anteriores. Si bien el cierre era una medida cautelar necesaria, generó descontento e incluso enojo por parte de algunos ciudadanos que querían acceder a sus propiedades y sitios de recreación. El monitoreo continuo del volcán indicó que su flanco norte, que se elevaba por encima de la zona de recreación más popular, se estaba volviendo cada vez más inestable. Se emitieron advertencias por deslizamientos de tierra y avalanchas de nieve a gran escala. Estas advertencias apoyaron la necesidad de continuar el cierre de la zona, aunque la presión pública finalmente condujo a breves incursiones autorizadas en la zona por parte de los propietarios de cabañas para recuperar sus pertenencias. Uno de esos viajes estaba programado para la mañana del 18 de mayo, pero nunca se realizó.

Figura 3. Auto después de la erupción del monte St. Helens 1980 (31 de mayo). El auto de Reid Blackburn (fotógrafo, National Geographic, Vancouver Columbian), a unas 10 millas de Mount St. Helens.

Durante más de nueve horas estalló un vigoroso penacho de ceniza, llegando finalmente a 12 a 15 millas (20-25 kilómetros) sobre el nivel del mar. El penacho se movió hacia el este a una velocidad promedio de 60 millas por hora (95 kilómetros/hora), con cenizas llegando a Idaho al mediodía. A principios del 19 de mayo, la devastadora erupción había terminado.

A las 8:32 horas del 18 de mayo, un sismo provocó un gigantesco deslizamiento de tierra en el inestable flanco norte, que a su vez desató una explosión abrasadora y explosiva de gas caliente cargado de fragmentos de roca; inundaciones masivas de lodo y roca en la mayoría de los valles fluviales; flujos de roca volcánica caliente y rica en gas; y una enorme columna de cenizas. Los escombros empapados en agua produjeron una serie de lechadas densas que corrieron río abajo y casi cortaron la autopista interestatal 5 y la línea ferroviaria AMTRAK que conecta Portland, Oregón y Seattle, Washington. Estos flujos de escombros detuvieron el envío en el río Columbia y estuvieron cerca de bloquear las tomas de agua de refrigeración en una planta de energía nuclear en funcionamiento. Estos eventos transformaron un exuberante paisaje de bosque denso y verde en un páramo volcánico polvoriento y mataron a 57 personas que estaban demasiado cerca de la montaña. La mitad oriental del Estado, donde la gente prácticamente desconocía cualquier peligro volcánico, estaba cubierta de ceniza. El número de muertos, aunque grande, podría haber sido mucho, mucho mayor sin las advertencias previas y el consiguiente cierre de tierras. La suerte también jugó un papel en mantener bajo el número de muertes.

Figura 4. Monte Santa Helens en 1982> Después de la erupción de 1980, hubo una avalancha masiva de escombros que redujo la elevación de la cumbre de la montaña de 9,677 pies (2,950 m) a 8,363 pies (2,549 m), dejando un cráter en forma de herradura de 1 milla (1.6 km) de ancho.

Si la erupción hubiera ocurrido el lunes más que el domingo, varios cientos de madereros, que trabajaban en una zona cercana al volcán pero fuera de la zona cerrada, habrían muerto. Durante la siguiente década, la aplicación continuada de las zonas restringidas y la cuidadosa observación y predicción de la actividad alertaron al público de erupciones inminentes, y no se perdieron vidas adicionales. La investigación sobre lo que había causado la catastrófica erupción condujo a una mayor apreciación de la inestabilidad inherente de los volcanes altos cubiertos de nieve y los peligros que plantean. (Extractos de Vivir con Volcanes, de T.L. Wright y T.C. Pierson, The U.S. Geological Survey's Volcano Hazards Program: U.S. Geological Survey Circular 1073, 57p. 1992.)

Figura 5. Monte Santa Helena antes y después de la erupción de 1980 mostrando la reducción de altura y el cráter resultante.

Cómo se derriten las rocas

La mayor parte del magma se genera en la base de la corteza terrestre; la siguiente figura es un diagrama de presión-temperatura. En el lado izquierdo de la línea negra continua (llamada solidus) se encuentra una región donde la temperatura es demasiado baja para que una roca se derrita. En el lado derecho de la línea solidus se encuentra la región donde la roca se derretirá. Observe que la línea sólida no es una línea vertical que va en línea recta hacia abajo, sino que está inclinada en un ángulo menor que vertical, demostrando que al aumentar la presión la temperatura también debe aumentar para que una roca se derrita.

Figura 6. Gráfica de presión y temperatura de rocas corticales. La línea que separa la región de roca sólida versus roca líquida se llama solidus. Tenga en cuenta que una roca en el punto X no puede fundirse a menos que ocurra una de las siguientes condiciones: un aumento de temperatura (flecha “a”), o una disminución de presión (flecha “b”), o cualquier combinación de estos dos cambios (flecha “c”), o agregando agua para cambiar las condiciones de fusión que desplaza la línea de sólido hacia la izquierda ( flecha “d”).

Ahora echa un vistazo a las condiciones en la base de la corteza, en el punto “X”. Esta roca en “X” no está lo suficientemente caliente para derretirse; o bien se puede decir que la roca en el punto X está bajo demasiada presión para derretirse. Para hacer que esta roca se derrita, o bien la temperatura debe aumentar (flecha “a”), o la presión debe disminuir (flecha “b”), o podemos tener tanto temperatura más caliente como menor presión ocurran simultáneamente (flecha “c”). Independientemente del camino que se tome, podemos hacer que esta roca X cruce la línea sólida y se convierta en magma. La única otra forma en que podemos hacer que la roca X cruce la línea continua y se convierta en magma es mover esta línea (flecha “d” en la figura); es decir, cambiar la temperatura de fusión de la roca. Esto se puede hacer agregando agua, lo que disminuye la temperatura de fusión de la roca, y ahora podemos hacer que la roca X se derrita sin tener que cambiar realmente las condiciones de temperatura y presión.

Ahora pensemos en la tectónica de placas y los tipos de límites que tienen el magma asociado con ellos (ver figura a continuación). Las placas tectónicas que divergen (o se separan) hacen que la región subyacente del manto experimente condiciones de presión reducida. Si el manto ya está bastante caliente, la disminución de la presión puede ser suficiente para que se produzca magma (flecha “b” en la figura a continuación). Donde las placas tectónicas están convergiendo (uniéndose), una de las placas puede subducirse debajo de la otra placa; recordemos que la subducción sólo ocurrirá si la placa tectónica tiene un tipo de corteza oceánica. Esta placa subductora oceánica coronada por la corteza contendrá minerales que se hidratan (agua en su estructura cristalina), y a medida que la placa subconduzca, los minerales hidratados se volverán inestables y se liberará agua.

Figura 7. Áreas de generación de magma en ciertos límites de placa (b y d), o dentro de una placa debido a un punto de acceso (a). Las flechas a, b y d corresponden a las mismas flechas que se muestran en la Figura 6.

Esta agua bajará la temperatura de fusión de la región del manto directamente por encima de la placa de subducción, y como resultado se produce magma (flecha “d” en la figura). La última forma de fundir la roca es simplemente aumentar la temperatura de la roca; este mecanismo de fusión en particular no tiene que estar asociado con ningún límite de placa en particular. En cambio debe haber una región conocida como punto caliente, causada por penachos de manto (flecha “a” en la figura anterior). Se cree que las plumas del manto se generan en el límite núcleo-manto, y son regiones de mayor temperatura que pueden causar el derretimiento de la región litosférica. Con la litosfera rota en varias placas tectónicas que han estado migrando sobre estas plumas a lo largo del tiempo geológico, los volcanes generados por puntos calientes resultantes se pueden encontrar en cualquier parte del mundo.

Instrucciones

Antes de comenzar esta actividad, por favor revise la sección 3.2 del Capítulo 3 en Geología Física sobre cómo se forma el magma. También puedes revisar el siguiente extracto sobre cómo se derriten las rocas. Este sitio web revisa brevemente las 3 formas principales en que las rocas se derriten (fusión por descompresión, fusión de flujo [volátiles] y adición de calor [conducción]).

1. Visita el USGS Geología de los Parques Nacionales. Seleccione el enlace para cada uno de los siguientes parques y realice el recorrido fotográfico “estándar” para explorar la región:

• Parque Nacional de los Volcanes de Hawái
• Monumento Nacional Torre de los Diablos
• Parque Nacional Yellowstone
• Parque Nacional Lago Cráter
• Parque Nacional Pináculos
• Monumento Nacional Volcánico del Monte Santa Helens
• Monumento Nacional Camas de Lava

2. Elige cuatro sitios de la lista anterior que más te intriguen. Para cada uno de los cuatro sitios, dirija las siguientes preguntas. Siéntase libre de usar otros sitios web creíbles (como NPS.gov) para ayudarlo a explorar las respuestas (asegúrese de citar sus otras fuentes):

• ¿Dónde se encuentra el parque (por ejemplo, cerca de qué ciudad, estado o región específica del país?).
• En 2 a 3 frases, describa la característica volcánica central en el parque. ¿Es un sitio volcánico activo, inactivo o extinto, o es otro tipo de característica? Si es un volcán, ¿qué tipo de volcán es (escudo, estratovolcán, cono de ceniza, caldera, etc.)? Si se trata de un sitio volcánico activo, ¿qué tipo específico de actividad volcánica representa el recorrido fotográfico del USGS para ayudarlo a determinar esto? (Incluya una captura de pantalla de esta actividad del recorrido fotográfico cuando corresponda.)
• En 2 a 3 oraciones, describa los procesos tectónicos que dieron como resultado la (s) característica (s) volcánica (s) en el parque. Por ejemplo, ¿la característica volcánica fue el resultado de la actividad en un límite de placa, un punto caliente o alguna otra actividad?
• En 2 a 3 frases, por favor dé su propia evaluación de qué tipo de proceso de fusión está ocurriendo en cada ubicación. ¿Hay más de un tipo de fusión? Usa la información que has aprendido en el texto y del extracto anterior sobre Cómo se derriten las rocas.
• ¿Qué preguntas específicas surgieron mientras investigabas cada característica, y pudiste encontrar respuestas satisfactorias para atender tu curiosidad? Envíe un breve informe (máximo 2 páginas, 1.5 espaciado) discutiendo sus respuestas a estas preguntas. Se te calificará sobre esta actividad como se describe en la siguiente rúbrica.

Tenga en cuenta que los puntos pueden deducirse por errores ortográficos o gramaticales, o por no seguir las reglas de interlineado y longitud.

Rúbrica de Gradaje

15 puntos: Respondió con precisión a las preguntas para cada uno de los cuatro sitios volcánicos. Se citaron todas las referencias adicionales utilizadas.

12 puntos: Respondió con precisión a las preguntas de cada uno de los sitios, faltando o respondiendo incorrectamente solo una o dos preguntas. Se citaron todas las referencias adicionales utilizadas.

8 puntos: Más de dos preguntas perdidas o respondidas incorrectamente. No se incluyeron referencias (en su caso).

5 puntos: Solo se proporciona información muy parcial.

0 puntos: No completó la tarea.