Algunas erupciones volcánicas pueden ser muy violentas, como por ejemplo la producida en el año 1980 en el Monte St. Helens en la zona suroccidental del estado de Washington, en EEUU, donde la cima es de 2900m. Perdió con la explosión 400 metros de altura, y expulsó un kilómetro cúbico de ceniza y roca. Hay otro tipo de volcanes que generan erupciones relativamente tranquilas, como la del volcán Kilawea en Hawái, que emite lava des de 1823 de forma casi continua.

¿Por qué unos volcanes generan erupciones explosivas y otros emisiones tranquilas de magma? Hay una relación directa con el magma, su composición, temperatura y cantidad de gases disueltos.

• El Magma

El magma es una mezcla de materiales rocosos fundidos (líquidos), que puede contener partículas sólidas en suspensión y gases disueltos. Está formado mayoritariamente por silicatos (SiO²) y según el porcentaje de sílice que contenga se clasifica en:

• Básico, cuando es inferior al 52%.
• Ácido, cuando supera el 63%.
• Intermedio, cuando el porcentaje está entre el 52% y el 63%.

Las propiedades del magma dependen de la roca origen de la que proviene. Cuando el magma abandona la zona de fusión y empieza a ascender estará sometido a un proceso de resfriamiento y descompresión que hará variar su composición química y sus propiedades físicas.

1. Propiedades químicas

La composición química del magma depende del tipo de roca del que proceda y de su evolución hasta salir al exterior. El análisis de la composición de las rocas volcánicas nos proporciona información sobre su origen, dado que no podemos analizar el magma directamente en su lugar de formación en el mantel.

Cada ambiente geológico donde se pueden generar magmas (zona de subducción continental, zona de subducción oceánica, dorsal oceánica, rifts intracontinentales, etc.) impone unas características geoquímicas determinadas, de forma que podemos hablar de diferentes grupos o series de rocas ígneas.

Debemos señalar que no hay una serie magmática exclusiva de un ambiente geológico y que en una misma área podemos encontrar rocas pertenecientes a diferentes series, aunque siempre hay un claro predominio de una de ellas.

2. Propiedades físicas

• Temperatura: depende de la temperatura de fusión de la roca y del tiempo de ascenso hacia la superficie. La medida más elevada en un volcán ha alcanzado los 1170ºC, aproximadamente, y la más baja unos 400ºC (Ol Doinyo Lengai, Tanzania).
• Viscosidad: es el parámetro físico que controla el movimiento de un fluido y varía en función de la composición química y de la temperatura (por ejemplo: el agua es un fluido poco viscoso y el aceite es un fluido viscoso). En general, el aumento de temperatura disminuye la viscosidad, mientras que el aumento del contenido en sílice hace incrementar fuertemente la viscosidad.
• Densidad: es un parámetro definido como la masa por unidad de volumen (por ejemplo, un quilogramo de hierro y otro de paja pesan igual, pero su volumen es diferente). La densidad de un magma depende de su composición química, pero especialmente del contenido en burbujas de gas, que lo haría menos denso.

3. Evolución de los magmas

En los grandes sistemas volcánicos volúmenes importantes de magma pueden quedar retenidos en la corteza, a profundidades del orden de 4 a 6 km, formando así cámaras magmáticas. En estas cámaras el magma se va resfriando lentamente, variando su composición, ya que algunos elementos cristalizan y se depositan en el fondo de la cámara.

Al magma original se le denomina magma primario o magma juvenil; cuando este se enriquece en gas, aumenta su viscosidad, disminuye la temperatura y se enriquece en SiO², hablaremos de magma evolucionado. Esta evolución puede comportar erupciones cada vez más violentas o explosivas.  Todo el proceso se conoce como evolución magmática y la vida de un volcán se considera des de que se producen las primeras erupciones y se forman las cámaras magmáticas, hasta que se agotan, completando así un ciclo magmático.

Otros fenómenos que pueden ocurrir son la mezcla de magmas y la absorción de los minerales de la roca que lo envuelve. Por ejemplo, un magma puede llevar mucho tiempo retenido en una cámara magmática y verse entonces afectado por una nueva inyección de magma joven proveniente de las zonas más profundas. Al mismo tiempo, intercambia elementos químicos con las rocas de la corteza que lo envuelven.

• La actividad eruptiva

La erupción es el resultado de la llegada del magma a la superficie del planeta. El magma puede llegar directamente des de la zona de generación situada a entre 7 y 10 km de profundidad, ascendiendo por fracturas abiertas durante fases distensivas de la corteza. Otras veces lo hace después de haber reposado en cámaras magmáticas, interviniendo en el inicio de la erupción diferentes procesos de desgasificación, mezclas de magmas y de la actividad tectónica.

La actividad volcánica se clasifica en función del grado de explosividad y está controlada por la cantidad de gas presente en el magma; a medida que aumenta es mayor la explosividad resultante. El magma contiene gases disueltos con una proporción de peso que puede llegar al 5%, en algunos casos puede incorporar agua procedente del mar o de acuíferos, que se traduce en un incremento  del gas disponible. Los componentes principales del gas volcánico son: agua (H²O, casi el 80% del total), dióxido de carbono (CO²), anhídrido sulfuroso (SO²) y ácido sulfhídrico (H²S), en menor proporción hidrogeno (H²), cloro (Cl), flúor (F), etc.

La clasificación tradicional de la actividad volcánica y los mecanismos que provocan la erupción están actualmente en proceso de revisión después de los estudios realizados en las ultimas erupciones (Pinatubo, 1991, Filipinas; Unzen, 1991, Japón; Isla de Montserrat, 1997; Rebentador, 2002, Ecuador; etc…). En el año 1982, Newhall y Self establecieron el Índice de Explosividad Volcánica (VEI), en función del volumen de material emitido y la altura de la columna explosiva.

La descarga muy rápida de la atmosfera de un gran volumen de gas y gotas de magma a alta temperatura, da lugar a una columna eruptiva que consigue grandes alturas. A medida que asciende se va resfriando, hasta llegar a una altura en la cual la columna y la atmosfera tienen la misma temperatura, momento en el que el ascenso cesa. A partir de aquí, los materiales son arrastrados por el viento y empiezan a caer, primero los más grandes y pesados, mientras que los más finos pueden estar mucho tiempo en la estratosfera. El índice describe también el grado de inyección de cenizas que la erupción provoca a la atmosfera y estratosfera.

ÍNDICE DE EXPLOSIVIDAD VOLCÁNICA (VEI)