Vulcanología     

 

3º/5º curso de C. Geológicas.

 

PROPUESTA PARA Curso 2005/2006

 

Teoría: 3 créditos / Prácticas: 1.5 créditos.

 

Profesor:

Juan Manuel Fernández Soler

Despacho P-4 (planta inferior)

Departamento de Mineralogía y Petrología,

Tfno. 958 246612   E-mail: jmfsoler@ugr.es

 

    Tesis  

 

Contenidos del curso

 

TEORIA: (4 horas semanales)

 

(acceso a presentaciones del curso 2004/2005 exclusivamente mediante acceso identificado:

(https://www.ugr.es/csirc/servlet/AutentificadorServlet)

 

 

Tema 1     Introducción. Magmatismo: tipos y situación geodinámica.

                  Introducción. Organización del curso. Bibliografía.

                  Vulcanología: definición, relaciones con otras ciencias. Interés de la vulcanología. Peligrosidad volcánica. Recursos naturales. Volcanismo planetario.

                  Magmas: composición y términos esenciales. Génesis de magmas. Magmas básicos. Magmas Intermedios. Magmas ácidos.

                  Volcanismo y tectónica de placas: dorsales medio-oceánicas. Hot-spots y volcanes intraplaca. LIPS,  Zonas de subducción, zonas de rifting.

Tema 2     Propiedades físico-químicas de los magmas.

                  Temperatura. Estructura de fundidos. Densidad. Viscosidad. Comportamiento reológico.y dinámica de Fluidos. Tipos de flujos.

Tema 3     Componentes volátiles.

                  Métodos de estimación. Medidas directas e indirectas. Composición química e isotópica. Origen de los volátiles. Manifestaciones superficiales. Energía geotérmica. Volátiles y procesos de vesiculación.

Tema 4     Clasificaciones de la actividad eruptiva.

                  Terminología esencial de los procesos eruptivos.

                  Clasificaciones clásicas. Geze. Mercalli, Tsuya. Clasificaciones actuales. Diagrama D-F de Walter. Índice de Explosividad  Volcánica (IEV). Relaciones entre Intensidad, Magnitud, Tasa de Emisión, Volumen y Altura de columna eruptiva.

                  Factores que desencadenan las erupciones. Factores internos. Factores interno-externos. Factores externos. Duración de las erupciones. Intervalos entre erupciones

                  Tipología de erupciones: erupciones hawaianas, estrombolianas, vulcanianas, subplinanas plinianas y ultrapliananas. Erupciones surtseyanas y freatoplinianas. Erupciones subglaciares.     

Tema 5     Actividad efusiva (I): Coladas de lava

                  Generalidades sobre actividad efusiva. Volumen. Relación de alzado. Factores. Tasa de emisión. Velocidad y comportamiento reológico.

                  Lavas básicas. Movimiento y mecanismo de tubos de lava. Clasificación según caracteres superficiales. Lavas Pahoehoe y a’a: transición de un tipo a otro.  Tipos de lavas pahoehoe. Estructura. Elementos superficiales. Lavas a’a: estructura interna y movimiento. Tipos de leveès. Deltas de lava y conos litorales. Lagos de lava. Caracteres internos de las lavas. Disyunciones columnares. Vesicularidad.  Alteración de lavas masivas.

Tema 6     Actividad efusiva (II): Domos de lava y actividad extrusiva.

                  Lavas de composición intermedia: coladas en bloques. Caracteres y estructura interna. Brechificación autoclástica Domos de lava: tipos, reología y mecanismos de crecimiento. Estructura interna. Actividad peleana. Lavas rioliticas: Coladas de obsidiana. Estructura superficial e interna.

Tema 7     Actividad efusiva (III): lavas submarinas.

                  El punto crítico del agua. Profundidad de fragmentación por expansión de volátiles (VFD). Tipos de lavas subacuáticas. (a) Lavas laminares y lagos de lava. Pilares de lava. (b) Pillow-lavas, mecanismo de movimiento y producción. Estructura interna. Montículos de pillow lavas. (c) Hialoclastitas: mecanismos de generación y caracteres. Criterios de reconocimiento. Pillow-brechas. Palagonitización.

                  Lavas ácidas subacuáticas: domos  submarinos y brechas hialoclásticas.

                  Intrusiones subvolcánicas someras y en sedimentos húmedos. Peperitas.

                  Otros tipos de lava: Carbonatitas. Komatiítas. Coladas de azufre.

Tema 8     Mecanismos eruptivos y fragmentación.

                  Erupciones magmáticas: Vesiculación. Explosividad en conductos cerrados: Actividad “vulcaniana”. Explosividad en conductos abiertos:Actividad hawaiiana y estromboliana. Actividad Pliniana. La Columna Eruptiva (Pliniana): dinámica – Formación – Dispersión – Colapso. Explosividad hidrovolcánica. Causas: Interaccines combustible-refrigerante. Erupciones surtseyanas. Erupciones freatoplinianas. Fragmentación hidrotermal o hidráulica

Tema 9     Depósitos piroclásticos: terminología y características descriptivas. Terminología esencial de los clastos volcánicos. Tipos según el origen. Tipos de fragmentos según granulometría. Términos especiales. Según la vesicularidad. Componentes de la fracción ceniza. Parámetros granulométricos. Redondenamiento. Estructuras de los depósitos volcaniclásticos. Elaboración de mapas de isopacas e isopletas. Otras estructuras: soldadura, recristalización, compactació, fábrica magnética, etc.

Tema 10   Depósitos de caída.

                  Producción y estructura de las columnas eruptivas. Dispersión de penachos (plumas eruptivas). Caída balística. Dispersión eólica. Mapas de isopacas e isopletas. Clasifiaciones: diagrama DF de Walker, clasificación de Pyle. Estimación del volumen de los depósitos de caída de ceniza. Estimación de parámetros de la erupción a partir de los depósitos de caída.

                  Depósitos estrombolianos. Depósitos vulcanianos. Subplinianos. Plinianos. Ultraplinianos. Penachos coignimbríticos.

                  Caso de estudio: depósitos de la erupción del Vesubio del 79AD

Tema 11   Corrientes piroclásticas de densidad (I): Coladas piroclásticas. Ignimbritas.

                  Algunos Términos clásicos. Definición de corrientes piroclásticas y modelo de suspensión fluidificada. Velocidades. Tipos. (a) Flujos de bloques y ceniza (depósitos peleanos). Generación y tipos. Ejemplos clásicos. Estructura y reología del flujo. Caracteres de los depósitos. Distinción. Peligrosidad.  (b) Coladas de escorias y ceniza.

                  (c) coladas de pómez y ceniza y flujos de ceniza – ignimbritas. Mecanismos genéticos. Volumen y alzado. Ignimbritas LARI y HARI. Estructura superficial. Calderas. Organización interna: La Unidad Ignimbrítica Standard. Componentes, granulometría y estructuras. Brechas co-ignimbríticas. Procesos post-depósito: compactación, litificación, soldadura, alteración por fase vapor y reomorfismo. Unidades de flujo y enfriamiento. Comportamiento de las ignimbritas como flujos fluidificados tipos reológicos.

Tema 12   Corrientes piroclásticas de densidad (II): Oleadas piroclásticas (Surges).

                  Reconocimiento del proceso de las oleadas. Distinción de los flujos piroclásticos. Tipos: (a) actividad hidromagmática y base-surges (oleadas basales). Erupciones surtseyanas. (b) oleadas vinculadas a flujos piroclásticos. “Ground surges”. “Ash cloud surges”: Caracteres y modo de generación. Nubes acompañantes y penachos coignimbríticos. Oleadas ligadas a inestabilidades momentáneas de columna eruptiva. Oleadas ligadas a explosiones laterales (blasts). El caso de Mt St Helens 1980.

Tema 13   Hidrovolcanismo: productos y edificios.

                  Ambientes hidrovolcánicos. Términos esenciales. Explosividad y Relación agua- magma. VFD. Interacciones combustible-refrigerante (FCI). Erupciones surtseyanas: Procesos: caída de ceniza y base-surges.  Dispersión y fragmentación. Caracteres y distinción de los depósitos freatomagmáticos. Morfologías volcánicas: maares, anillos de tobas y conos de tobas. Organización interna de facies. Oleadas secas y húmedas. Otros productos hidrovolcánicos: brechas hidráulicas, peperitas e ntrsuiones en sedimentos húmedos, pebble-dykes, etc..

                  Rocas piroclásticas en ambientes submarinos. Coladas piroclásticas y flujos en masa de pómez. Problemática de la soldadura.

Tema 14   Lahares. Definición. Comportamiento reológico. Debris-flows y flujo hiperconcentrados. Generación. Vaciado de lagos cratéricos. Fusión de hielos glaciares y nieve. Jokulhaups. Lahares causados por lluvias intensas. Lahares secundarios. Facies y caracteres de los depósitos, y distinción de otros tipos de roca. Peligrosidad y mitigación.

Tema 15   Avalanchas de derrubios. Definición. El caso de Mt St Helens 1980. Causas de inestabilidad de volcanes. Componentes de una avalancha de derrubios, aspectos superficiales, estructura interna y facies. Cráter en herradura y su evolución. Magnitud de los deslizamientos volcánicos: relación H/L. Movilidad y dinámica de fluidos de las avalanchas de derrubios. Propuestas de mecanismo fluidificante. Inestabilidad en islas oceánicas: casos de grandes deslizamientos en Canarias y Hawai. Peligrosidad asociada.

Tema 16   Calderas. Tipos y evolución.

                  Definiciones. Terminología. Modelos clásicos. Geometría del colapso. Calderas basálticas: casos de Hawai y Galápagos. Calderas asociadas a estratovolcanes: Modelo Crater Lake. Grandes calderas ácidas resurgentes (tipo Valles): Tamaño y evolución. Facies piroclásticas asociadas. Resurgencia. Componentes de la caldera. Alteraciones hidrotermales. Supervolcanes y su reactivación. Calderas erosivas.

Tema 17   Volcanes y edificios volcánicos. Depósitos epiclásticos. Paleovolcanismo.

                  Edificios monogenéticos. Conos de escorias. Maares, anillos de tobas y conos de tobas. Diatremas.  Campos de volcanes y de lavas. Volcanes subglaciares. Domos y campos de domos. Edificios poligenéticos. Plateaus fisurales y trapps basálticos. Volcanes en escudo. Estratovolcanes. Conos simples, conos compuestos y volcanes compuestos. Calderas resurgentes y plateaus ignimbríticos. Volcanismo en dorsales oceánicas. Etapas de formación de islas oceánicas y seamounts.

                  Aspectos sobre la erosión de conos de escorias y conos de tobas: etapas. Erosión de lavas basálticas. Erosión de rocas piroclásticas e ignimbritas.

Tema 18   Sistemas geotérmicos. Alteraciones de las rocas volcánicas.

Tema 19   Riesgo volcánico. (Clase + videos)

                  Posición de la sociedad ante el fenómeno volcánico. Desastres volcánicos y otros desastres naturales. Conceptos: Riesgo, peligrosidad, vulnerabilidad, exposición y capacidad. Prevención y Mitigación. Papel del geólogo en la prevención de riesgos volcánicos. El Mapa de Riesgos. Información científica a la población, opinión pública  y medidas de emergencia.

                  Factores de peligrosidad volcánica y su mitigación. Efectos sobre el clima. Efectos sobre la navegación aérea. Efectos indirectos.

                  Videos: Comprensión de amenazas volcánicas. Reducción de peligros volcánicos

Tema 20   Vigilancia y prevención de la actividad volcánica.

                  Fundamentos básicos. Niveles de actividad y alarma. (a) Precursores sísmicos. Tipos de eventos sísmicos en áreas volcánicas. Modelos de fuente. Técnicas de estudio. Instrumentación. Casos de estudio. (b) Deformación del terreno. Modelos numéricos. Técnicas geodésicas, instrumentación y comparativa. (c)Técnicas gravimétricas (d) Composición y volumen de gases volcánicos: principios y técnicas, técnicas mediante mediciones remotas. (e) Variaciones magnéticas y eléctricas. Causas. Técnicas instrumentales y ejemplos. (f) Medidas térmicas y otras observaciones.

Tema 21   Casos de estudio de procesos eruptivos. (clase +Videos)

                  Mt St Helens, 1980.  “Pinatubo, 1991.

                  “La erupción del volcán andesítico de Soufriere Hills, Montserrat”

Tema 20   Recursos naturales asociados al volcanismo.

                  Yacimientos minerales: Depósitos de sulfuros masivos. Depósitos tipo “porphyry Cu-Mo”. Depósitos epitermales. Sulfuros de Ni en lavas basálticas. Depósitos de diamantes. Explotación de Azufre. Materias primas: Usos como materiales de construcción. Otros usos: obsidianas, bentonita, ceolitas, perlita, etc. Suelos volcánicos y agricultura. Usos geotérmicos. Valores paisajísticos y turísticos.

Tema 21   Áreas volcánicas neógenas españolas.

                  Islas Canarias. Volcanismo del SE peninsular. Campos de Calatrava. Volcanismo del Levante y NE peninsular.

 

PRACTICAS

 

·        Cartografía y estudio de campo de áreas volcánicas (campo: Rocas calcoalcalinas de Cabo de Gata, Almería)

·        Componentes y texturas de rocas piroclásticas. Procesos de compactación y soldadura.

·        Cálculo de parámetros granulométricos y clasificación de tipos eruptivos en depósitos piroclásticos (problemas).

 

 

 


 

BIBLIOGRAFIA

 

 

Texto aconsejado:

·         FRANCIS, P.W. y OPPENHEIMER, C. (2004) Volcanoes: 2ª edición. Oxford University Press. 480 págs.

 

(Primera edición: FRANCIS, P.W. (1993) Volcanoes: A Planetary Perspective. Oxford University Press. 443 págs

 

·         SCHMINCKE, H.U. (2004) Volcanism. Springer. 324 págs.

 

Referencia general

·         SIGURDSSON, H. (Ed.) (2000) Encyclopedia of Volcanoes. Academic Press. 1417 págs.

 

Alternativamente le será útil consultar las siguientes obras:

 

ASTIZ M. y GARCIA, A. (2000) Curso Internacional de Volcanología y Geofísica Volcánica. Edición 2000. Servicio de Publicaciones Cabildo Insular de Lanzarote. 458 págs. (http://www.icoddelosvinos.com/volcan_docu.htm)

BARDINTZEFF, JM y MCBIRNEY A.R.  (2000) Volcanology. 2nd edition Jones and Bartlett. 268 págs.

CAS , R.A.F. y WRIGHT, J.V. (1987) Volcanic Successions: Modern and Ancient. Allen & Unwin. 528 págs.

FISHER, R.V. y  SCHMINCKE, H.-U. (1984) Pyroclastic Rocks. Springer-Verlag. 472 págs.

MARTI, J. y ARAÑA, V. (eds.) (1993) La Volcanología Actual. Servicio de Publicaciones CSIC. 578 págs.

SCANDONE, R. y GIACOMELLI, L. (1998) Vulcanologia. Liguori editore, Nápoles. 642 págs.

McPHIE, J., DOYLE, M. y ALLEN, R. (1993) Volcanic Textures: A Guide to the Interpretation of Textures in Volcanic Rocks. CODES, University of Tasmania, 198 págs.

CHESTER, D. (1993)  Volcanoes and Society. Edward Arnold, Hodder & Stoughton Publishers, 351 págs.

WILLIAMS, H.  y McBIRNEY, A. (1979) Volcanology. Freeman, Cooper & Co. 391 págs.

SCARPA R. y TILLING, R.I. (eds.) (1996) Monitoring and Mitigation of Volcano Hazards. Springer-Verlag, 841 págs.

TILLING. R.I. (ed.) (1989) Volcanic Hazards. Short Course in Geology: Vol 1. America Geophysical Union. 123 págs.

(versión en en español:  Apuntes para un curso breve sobre Los Peligros Volcánicos. Publicada por la WOVO-IAVCEI)

 

 

ARAÑA, V.  y ORTIZ, R. (1984) Volcanología. Ed. Rueda-CSIC. 510 págs.

ARAÑA, V. y LOPEZ RUIZ, J. (1974) Volcanismo. Dinámica y Petrología de sus productos. Ed. Itsmo. 481 págs.

BARDINTZEFF, J.M. (1992)  Volcanologie. Ed. Masson. 235 págs.

DOBRAN, F. (2001)  Volcanic Processes: Mechanisms in Material Transport. Kluwer Academic, 620 págs.

TAZIEFF, H. y DERRUAU, M. (1990) Le volcanisme et sa prévention. Masson, Paris.

WOHLETZ, K. y HEIKEN, G. (1992) Volcanology and Geothermal Energy. University of California Press. 432 págs.

 

►► Libros divulgativos, en castellano, a leer como introducción:

 

·       DECKER, R.V. y DECKER, B.B. (1993) Montañas de Fuego: La naturaleza de los volcanes. Mc Graw-Hill España. 231 págs.:

(Actualización, no traducida al castellano: DECKER, R.V. y DECKER, B.B. (1997) Volcanoes. 3ª edición. Academic Version. Ed. W.H: Freeman. 321 págs.)

·       Varios autores: VOLCANES. Investigación y Ciencia. Temas 8, 112 págs.

 

 

PRINCIPALES REVISTAS ESPECIALIZADAS:

 

Journal of Volcanology and Geothermal Research

Bulletin of Volcanology

Journal of Geophysical Research


 

VOLCANOLOGIA EN INTERNET

 

Las direcciones siguientes contienen enlaces a otros muchos documentos en Internet (páginas de observatorios, volcanes individuales, informes de actividad eruptiva, colecciones de fotografías, cursos, y otros aspectos relacionados con el mundo de la volcanología).

 


 

 

IAVCEI: Asociación Internacional de Volcanología y Química del Interior de la Tierra: http://www.iavcei.org

 

Hawaiian Center of Volcanology http://www.soest.hawaii.edu/GG/HCV/volcano_links.html

USGS - Riesgos volcánicos       http://volcanoes.usgs.gov/SiteIndex.html

Imágenes de Volcanismo. Rice University.          http://www.ruf.rice.edu/~leeman/Volcano_images.html

Diapositivas de P. Francis (libro Volcanoes) http://volcano.und.nodak.edu/vwdocs/EOSslides/francis_slides.html

Smithsonian Institution (Global Volcanism Program)        http://www.volcano.si.edu/gvp

Volcanosurfing  http://eost.u-strasbg.fr/~hugues/subvolcano.html

Electronic Volcano        http://www.dartmouth.edu/~volcano/

Stromboli on-line: Volcanoes of the World           http://www.educeth.ch/stromboli/index-en.html

Volcanes italianos         http://vulcan.fis.uniroma3.it/GNV/index.html

 

Algunos Libros on-line del USGS:

- Volcanoes - Tilling. http://pubs.usgs.gov/gip/volc/

- Monitoring Active Volcanoes    http://pubs.usgs.gov/gip/monitor/

- Volcanoes of the United States            http://pubs.usgs.gov/gip/volcus/

- Eruptions of the Mount St. Helens        http://pubs.usgs.gov/publications/msh/

- Eruptions of Hawaiian Volcanoes         http://pubs.usgs.gov/gip/hawaii/

- Erupción del volcán Heimaey, Islandia  http://pubs.usgs.gov/gip/heimaey/