miércoles, 14 de noviembre de 2012

Efectos de la actividad volcanica

Tipos de erupciones volcánicas Dependiendo de la temperatura de los magmas, de la cantidad de productos volátiles que acompañan a las lavas y de su fluidez (magmas básicos) o viscosidad (magmas ácidos), los tipos de erupciones pueden ser:

Hawaiano: Sus lavas son muy fluidas, sin que tengan lugar desprendimientos gaseosos explosivos; estas lavas se desbordan cuando rebasan el cráter y se deslizan con facilidad, formando verdaderas corrientes a grandes distancias. Algunas partículas de lava, al ser arrastradas por el viento, forman hilos cristalinos que los nativos llaman cabellos de la diosa Pelé (diosa del fuego). Son los más comunes en el mundo.
Stromboliano: Recibe el nombre del Stromboli, volcán de las islas Lípari (mar Tirreno), al Norte de Sicilia. La lava es fluida, desprendiendo gases abundantes y violentos, con proyecciones de escorias, bombas y lapilli. Debido a que los gases pueden desprenderse con facilidad, no se producen pulverizaciones o cenizas. Cuando la lava rebosa por los bordes del cráter, desciende por sus laderas y barrancos, pero no alcanza tanta extensión como en las erupciones de tipo hawaiano.
Vulcaniano: Del nombre del dios Vulcano en las islas Lípari. Se desprenden grandes cantidades de gases de un magma poco fluido, que se consolida con rapidez; por ello las explosiones son muy fuertes y pulverizan la lava, produciendo mucha ceniza, lanzada al aire acompañada de otros materiales fragmentarios. Cuando la lava sale al exterior se consolida rápidamente, pero los gases que se desprenden rompen y resquebrajan su superficie, que por ello resulta áspera y muy irregular, formándose lavas cordadas.
Vesubiano: Difiere del vulcaniano en que la presión de los gases es muy fuerte y produce explosiones muy violentas. Forma nubes ardientes que, al enfriarse, producen precipitaciones de cenizas, que pueden llegar a sepultar ciudades, como le ocurrió a Pompeya y el Vesubio.
Maar: Los volcanes de tipo maar se encuentran en aguas someras, o presentan un lago en el interior de un cráter. Sus explosiones son extraordinariamente violentas ya que a la energía propia del volcán se le suma la expansión del vapor de agua súbitamente calentado, son explosiones freáticas. Normalmente no presentan emisiones lávicas ni extrusiones de rocas.
Krakatoano: Una explosión volcánica muy terrible, fue la del volcán Krakatoa. Originó una tremenda explosión y enormes maremotos. Se cree que este tipo de erupciones es debido a la entrada en contacto de la lava ascendente con el agua o con rocas mojadas, por ello se denominan erupciones freáticas.
Erupciones fisurales:>Se originan en una larga dislocación de la corteza terrestre, desde unos metros; hasta varios Km. La lava que fluye a lo largo de la rotura es fluida y recorre grandes extensiones formando amplias mesetas, con 1 ó más Km. de espesor y miles de km². Ejemplos de vulcanismo fisural es la meseta del Deccan (India).
Índice de explosividad volcánica
Es una escala de 8 grados, con la que los vulcanólogos miden la magnitud de una erupción volcánica. El índice es el producto de la combinación de varios factores mensurables y o apreciables de la actividad volcánica. Por ejemplo, se considera el volumen total de los productos expulsados por el volcán (lava, piroclastos, ceniza volcánica), altura alcanzada por la nube eruptiva, duración de erupción, inyección troposférica y estratosféricade productos expulsados, y algunos otros factores sintomáticos del nivel de explosividad.

Los valores asignados por el IEV corresponden a los siguientes grados de erupción de un volcán:
0:No explosiva
1:Pequeña erupción
2:Erupción moderada
3:Moderadamente grande
4:Grande
5:Muy grande
6 a 8: Erupción cataclísmica.

Composición y estructura de las erupciones volcánicas
Hay diversas clases de actividad y de erupciones volcánicas:
erupciones (erupciones de vapor)
erupción explosiva de lava (con cantidad alta de silicatos)
erupción efusiva de la lava (con cantidad alta de silicatos(e.g., basalto)
flujos lahares
emisión piroclásticos.

Todas estas actividades pueden presentar un peligro para los seres humanos.
Los terremotos, las fumarolas, y los géiseres acompañan a menudo actividad volcánica. Las concentraciones de diversos gases volcánicos pueden variar considerablemente a partir de un volcán al siguiente.
El vapor de agua es típicamente el gas volcánico más abundante, seguido por el dióxido de carbono y el dióxido de sulfuro.
Otros gases volcánicos principales incluyen el sulfuro de hidrógeno, el cloruro de hidrógeno, y el fluoruro de hidrógeno. Una gran cantidad de gases en menor cantidad también se encuentran en las emisiones volcánicas, por ejemplo: hidrógeno, monóxido de carbono,compuestos orgánicos, y cloruros volátiles.
Las erupciones volcánicas fuertes, explosivas, expulsan el vapor de agua (H2O), el dióxido de carbono (CO2), el dióxido de sulfuro (SO2), el cloruro de hidrógeno (HCl), el fluoruro del hidrógeno (HF) y la ceniza (roca y piedra pómez pulverizadas) que llegan a la estratosfera a alturas de 16-40 kilómetros sobre la superficie de la Tierra. Los impactos más significativos de estas inyecciones vienen de la conversión del dióxido de sulfuro ácido sulfúrico (H2SO4), que condensa rápidamente en la estratosfera para formar los aerosoles finos de sulfato. Los aerosoles aumentan el albedo (porcentaje de la radiación solar reflejada al espacio) y refrescan así la atmósfera más baja o la troposfera de la Tierra; sin embargo, también absorben el calor irradiado por la Tierra, de modo que calientan la estratosfera.
Varias erupciones durante el último siglo han causado una disminución de la temperatura media en la superficie de la Tierra hasta un cuarto de grado centígrado durante períodos de hasta tres años.
Los aerosoles de sulfato también provocan reacciones químicas complejas en sus superficies que alteran la clorina y el nitrógeno en la estratosfera. Este efecto, junto con la clorina estratosférica creciente nivela la contaminación por CFC, genera monóxido de clorina, que destruye el ozono (O3). Mientras que los aerosoles crecen y coagulan, se colocan en la troposfera superior donde sirven de núcleos para los cirros y modifican el equilibrio de la radiación de la Tierra.
La mayor parte de el cloruro de hidrógeno (HCl) y el fluoruro del hidrógeno (HF) se disuelven en las gotitas de agua de la nube generada por la erupción y bajan rápidamente a la Tierra como lluvia ácida. La ceniza inyectada también cae rápidamente de la estratosfera; la mayor parte desaparece de la atmósfera en varios días a algunas semanas. Finalmente, las erupciones volcánicas explosivas lanzan el dióxido de carbono del gas del invernadero y proporcionan así una fuente profunda de carbón para los ciclos biogeoquímicos. Las emisiones de gas de los volcanes son un contribuidor natural a la lluvia ácida. La actividad volcánica lanza cerca de 130 a 230 teragramos de dióxido de carbono al año.
Las erupciones volcánicas pueden inyectar los aerosoles en la atmósfera de la tierra. Las inyecciones grandes pueden causar efectos visuales tales como puestas del sol inusualmente rojas y afectar clima global principalmente refrescándolo. Las erupciones volcánicas también proporcionan la ventaja de agregar fertilizantes al suelo. Estos suelos fértiles facilitan el crecimiento de plantas y de varias cosechas. Las erupciones volcánicas pueden también crear las islas nuevas, pues el magma se solidifica en el agua
Los componentes principales de gases volcánicos son el vapor de agua (H2O), dióxido de carbono (CO2), sulfuro como el dióxido de sulfuro (SO2) (gases volcánicos de alta temperatura) o sulfuro del hidrógeno (H2S) (gases volcánicos a baja temperatura), nitrógeno, argón, helio, neón, metano, monóxido de carbono e hidrógeno. Otros compuestos detectados en gases volcánicos son oxígeno (meteórico), HCl, HF, HBr, NOx, SF6 y compuestos orgánicos. Hay también rastro de compuestos exóticos del incluyen el mercurio, CFCs, y radicales metílicos del óxido del halógeno.
Consecuencias de las erupciones
En la siguiente gráfica se puede apreciar las consecuencias de la actividad volcánica. La siguiente gráfica muestra la temperatura de la superficie de troposfera. Los gases responsables del efecto invernadero hacen que la troposfera se caliente. En cambio los aerosoles derivados de SO hacen que la luz solar se refleje al espacio, provocando la disminución de temperatura de troposfera y de la Tierra. Se puede ver que durante los años con grandes erupciones la temperatura media se disminuye debido a que los gases que expulsa el volcán contienen SO2 que provoca el enfriamiento.



Evolución de los forzamientos radiativos entre 1880 y 2003 según el modelo del GISS (Instituto Goddard de Estudios Espaciales) de la NASA.


Los flujos verticales medios de energía en el sistema terrestre (atmósfera y superficie), en watios por metro cuadrado se explican detenidamente en el balance energético terrestre.
Por la parte superior de la atmósfera entran 342 W/m2 de energía solar. El dióxido de carbono (CO2) es transparente a la luz solar pero opaco a la radiación infrarroja terrestre, por lo que calienta la atmósfera y la superficie así que ésta irradia en forma de ondas infrarrojas 390 W/m2. Tanto en la superficie como en el tope de la atmósfera como en la propia atmósfera la suma de la energía entrante y saliente están equilibrados.
La parte del efecto invernadero causado por el incremento de CO2 debido a las emisiones antrópicas supone en la actualidad un aumento radiativo de 1,4 W/m2, que se añaden a los 324 W/m2 de radiación infrarroja absorbida por el suelo (efecto invernadero natural que mantiene la superficie de la Tierra a una temperatura media de unos 15ºC en vez de a -18ºC, que sería la temperatura si no hubiese atmósfera). El incremento del metano antrópico añade 0,7 W/m2 y el ozono troposférico, el óxido nitroso y la carbonilla un poco más (ver forzamientos).
Tras una erupción importante, la troposfera tiende a enfriarse en una primera fase por el efecto preponderante del SO2. El enfriamiento puede durar uno o dos años, dependiendo de la altura que alcanzan los gases y del contenido de SO2. Luego, en una segunda fase, los aerosoles de azufre sedimentan y, si la erupción contiene también CO2, este gas puede quedar en el aire durante mucho más tiempo; calentándola.



Otras consecuencias inmediatas o a corto plazo:
Efectos sobre el entorno
Tormenta de cenizas: la erupción volcánica expulsa por el aire o por medio de una columna de gases pedazos de lava que, según su tamaño, serán cenizas, arena, bloques... Las cenizas pueden producir incendios forestales, además de cubrir tierras dedicadas a la agricultura y tejados -hasta derrumbarlos-, destruir cosechas o impedir las siembras temporalmente.
Flujos de fuego: las rocas calientes, de muy diversos tamaños y envueltos en gases que se desplazan como un fluido por las laderas de los volcanes, pueden alcanzar temperaturas de varios cientos de grados y velocidades entre los 50 y 150 kilómetros por hora. Se trata de los productos volcánicos más destructivos y mortales, ya que arrasan lo que encuentran a su paso, incluidas construcciones o cualquier forma de vida debido a su fuerza y alta temperatura.
Avalanchas de barro: se componen de fragmentos de rocas, cenizas, sedimentos y gran cantidad de agua, lo que hace que fluyan rápidamente pendiente abajo debido a su gran capacidad de arrastre. Estas avalanchas se llevan suelos, vegetación, rocas y todos los objetos que se encuentran a su paso, formando enormes ríos de lodo y piedras. Han llegado a enterrar poblaciones enteras y a modificar el cauce de grandes ríos.
Ríos de lava: se producen por el derrame de roca fundida que emite el volcán, aunque rara vez ocasionan víctimas ya que descienden lentamente. Estos ríos destruyen todo lo que encuentran a su paso por incineración, choque y sepultamiento. Otro efecto son los incendios forestales que provocan la desaparición de bosques enteros. También se originan elevaciones montañosas.
Gases y lluvia ácida: el magma contiene gases disueltos que son liberados por las erupciones hacia la atmósfera, normalmente tóxicos y peligrosos para la vida vegetal y animal. Los gases pueden causar efectos nocivos especialmente en el área cercana al macizo volcánico (5 kilómetros), aunque en algunos países los han provocado hasta a 30 kilómetros de distancia del punto de emisión. La lluvia ácida afecta principalmente los ojos, la piel y al sistema respiratorio de las personas. También causa daños a cosechas y animales que comen la vegetación afectada. En ocasiones, las gotas de lluvia al mezclarse con los gases adheridos a las cenizas pueden causar la lluvia ácida, perjudicial tanto para las personas, animales y vegetación, como para estructuras metálicas. Los gases y cenizas emitidos por el volcán producen contaminación natural y lluvias ácidas e incluso, si la erupción es fuerte, pueden alterar el clima mundial. Las fuertes erupciones pueden provocar terremotos y maremotos (tsunamis), como por ejemplo el volcán Krakatoa en sudeste asiático que provocó la muerte de 36 000 personas.
Contaminantes:La actividad volcánica es una fuente natural de contaminación, la cual aporta una cantidad considerable de contaminantes, principalmente a la atmósfera. Se ha documentado que dicha actividad representa riesgos para los ecosistemas y las poblaciones humanas que se ubican cerca de los edificios volcánicos, no obstante se ha descrito que incluso organismos que se localizan a distancias considerables de las zonas con actividad volcánica también pueden verse afectados. Dentro de los principales riesgos volcánicos destacan la emisión de ceniza y gases, relacionándose con la cantidad y el número de exposiciones a dichos eventos. En este contexto, la colaboración entre vulcanólogos, meteorólogos, químicos, biólogos, agrónomos y profesionales de la salud permitirá mitigar los riesgos de la actividad volcánica. El objetivo de esta revisión es presentar los riesgos para el medio ambiente y la salud asociados con la emisión de ceniza volcánica.

Actividad volcánica y sus efectos en el ambiente
Se han denominado volcanes de mayor riesgo a los que tienen probabilidades de experimentar una erupción explosiva en décadas o en menos tiempo, que carecen de análisis exhaustivo o monitoreo actualizado y que están rodeados por grandes poblaciones. La prevención de riesgos volcánicos depende del tipo de actividad que presente el volcán. Tales actividades van desde las columnas verticales de ceniza con alturas de diez a cuarenta kilómetros, cargadas de fragmentos de variados tamaños, hasta las caracterizadas por la circulación de una emulsión de ceniza caliente y densa, particularmente devastadora debido a su temperatura, que puede alcanzar los 500 ºC, y a su velocidad, entre diez y cien metros por segundo.

La actividad volcánica acaecida en Indonesia a causa de la erupción del volcán Tambora en 1815, provocó efectos claramente perceptibles por la cantidad de ceniza liberada. Las corrientes atmosféricas propiciaron su dispersión alrededor del planeta, provocando el llamado año sin verano, en 1816, debido a un oscurecimiento generalizado y un descenso marcado de la temperatura provocado por el material particulado suspendido .

Las erupciones explosivas del Monte Santa Helena en Washington (1980) y la del Pinatubo en Filipinas (1991) representaron un importante riesgo, especialmente este último, que arrojó una cantidad colosal de sulfatos a la estratosfera, lo que provocó un descenso de la temperatura mundial que se prolongó durante dos años. La erupción del Monte Santa Helena fue mayor que la registrada por el Chichón en México (1982), pero expulsó menos aerosoles a la atmósfera. La mayoría de las partículas emitidas por el Monte Santa Helena fueron grandes y sedimentaron desde la atmósfera en cuestión de semanas. Por su parte, el Chichón produjo una cantidad mayor de azufre, el cual formó dióxido de azufre, que después de reaccionar con el vapor de agua en la estratosfera, dio paso a una bruma de gotas de ácido sulfúrico, caracterizadas por su estabilidad química y sus elevados tiempos de sedimentación. Las predicciones del efecto final de la nube de polvo producida por el Chichón sobre el clima fueron que la nube provocaría un enfriamiento global en la superficie de la Tierra de 0.3 ºC.






Panorámica del Monte Santa Helena (Washington, EE.UU.) tomada en 1992, 12 años después de la erupción de 1980. Se puede apreciar la zona antiguamente cubierta por bosques de coníferas cuyos troncos aparecen alineados en la dirección de la nube ardiente que generó la erupción. Los troncos arrancados de cuajo se acumulan en la superficie del lago en la imagen de la derecha.

El estudio referente a las partículas suspendidas en la atmósfera de las zonas urbanas y rurales cercanas al volcán de Colima en México, reveló la presencia de material particulado con un tamaño comprendido entre 2.5 y 10 micras, partículas que fueron asociadas con padecimientos en vías respiratorias.

Efectos en nuestro país
Uno de los casos mas famosos de actividad volcanica en nuestro pais ocurrio en el sector sur en la Provincia de Villarrica gracias al volcan Chaiten que al erupcionar solto a la atmosfera miles de toneladas de cenizas que despues cayeron sobre el pueblo aledaño obligando a evacuar a todos sus habitantes

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