Què són les roques piroclàstiques i com es formen?
Les roques piroclàstiques són un dels "registres" més clars de la intensitat de l'activitat volcànica. Quan un volcà entra en erupció, no tot el material expulsat flueix en forma de lava. Moltes erupcions en realitat expulsen fragments de roca, cendra i fragments de magma que s'expulsen a l'aire, després tornen a caure i s'acumulen. Aquests dipòsits poden formar roques piroclàstiques. Per entendre les roques piroclàstiques, hem d'examinar la seva estreta relació amb el tipus d'erupció, la mida del material expulsat, com es transporta aquest material i com finalment queda "bloquejat" a la roca sòlida.
Definició de roques piroclàstiques
En poques paraules, les roques piroclàstiques són roques formades a partir de material volcànic expulsat durant erupcions explosives, que després s'assenten i experimenten compactació i cimentació (litificació). La paraula "piroclàstic" prové del grec: pyro (foc) i klastos (fragment). Per tant, piroclàstic es pot definir com "fragmentació resultant del foc/activitat volcànica".
A diferència de les roques ígnies extrusives com el basalt o l'andesita, que es formen quan la lava flueix i després se solidifica, les roques piroclàstiques es formen a partir de fragments resultants d'explosions, ja siguin fragments de magma que se solidifiquen a l'aire o fragments de roques antigues del cos volcànic que es trenquen i es llencen.
Materials de composició: des de cendra fins a bombes volcàniques
El material piroclàstic s'anomena piroclasts. Els piroclasts varien molt en mida i la classificació de la mida ajuda els geòlegs a identificar el tipus de dipòsit i roca:
1. Cendra volcànica (cendra): mida < 2 mm. La cendra pot ser molt fina, fàcilment transportada pel vent i pot cobrir grans àrees. Si s'assenten de manera espessa i se solidifiquen, poden formar roques com la toba. 2. Lapil·li: mida de 2 a 64 mm. Amb forma de grava, poden ser fragments de roca o gotes de magma que se solidifica ràpidament. Els dipòsits dominats per lapil·li poden formar toba de lapil·li o roca piroclàstica de gra mitjà. 3. Bombes i blocs volcànics: mida > 64 mm.
– Les bombes volcàniques solen ser encara de plàstic quan es llancen, per la qual cosa la seva forma pot ser arrodonida o aerodinàmica.
– Els blocs són generalment fragments de roca sòlida que han estat llançats, la seva forma és més angular.
Dipòsits gruixuts com aquests poden formar bretxes piroclàstiques.
A més de la mida, els piroclasts també es poden distingir pel seu origen:
– Juvenil: material originat a partir de magma nou (per exemple, pedra tosca, escòries).
– Lític: fragments de roca antiga de les parets del cràter o dels canals volcànics.
– Cristalls: fragments minerals (per exemple, plagioclasa, piroxè) que s'alliberen del magma.
Com es formen les roques piroclàstiques?
La formació de roques piroclàstiques és una sèrie de processos: erupció → transport → deposició → litificació. Les etapes són les següents.
1) Desencadenants d'erupcions explosives: pressió del gas i viscositat del magma
Les erupcions explosives generalment es produeixen quan el magma és ric en gas (vapor d'aigua, CO₂, SO₂) i/o prou viscós per permetre que el gas s'escapi lentament. Com a resultat, la pressió augmenta, provocant una explosió. El magma es trenca en petits fragments a mesura que el gas s'expandeix sobtadament, de manera semblant a sacsejar una llauna de refresc i després obrir-la, però a gran escala i a temperatures extremadament altes.
Aquesta etapa produeix materials com ara cendra volcànica, lapil·li, pedra tosca, escòria, bombes i blocs. Aquestes són les principals matèries primeres de les roques piroclàstiques.
2) Ejecció i transport: cau en forma de cendra o lliscaments en forma de fluxos piroclàstics.
Un cop formats, els piroclasts es mouen de diverses maneres:
– Caiguda piroclàstica
El material s'expulsa a l'atmosfera i després cau a causa de la gravetat. La cendra fina pot ser transportada pels vents durant centenars de quilòmetres, mentre que el lapil·li i les bombes cauen més a prop del centre de l'erupció. Els dipòsits de pluja radioactiva solen estar ben disposats en capes i cobreixen la superfície.
– Corrents de densitat piroclàstica
Es tracta de mescles sobreescalfades de gas, cendra i fragments de roca que flueixen ràpidament pels vessants, a gran velocitat i amb un potencial mortal. Els dipòsits tendeixen a ser més massius (no sempre estan ben estratificats), poden cobrir valls i planes i sovint produeixen dipòsits extensos.
– Onada piroclàstica
Les ones piroclàstiques més diluïdes i turbulentes poden superar les barreres topogràfiques. Els seus dipòsits sovint presenten estructures sedimentàries com ara la laminació creuada.
Aquest mode de transport influeix en la textura final de la roca : si és finament capificada, massiva, graduada o una barreja "aleatòria" de mides.
3) Sedimentació: s'acumula en capes gruixudes
Amb el temps, els piroclasts s'acumulen en dipòsits. Els dipòsits poden tenir un gruix d'entre diversos centímetres i desenes de metres, depenent de la mida i la ubicació de l'erupció. Els dipòsits poden omplir conques, bloquejar rius o formar noves planes. Durant aquesta fase, el material encara és relativament solt (similar a la sorra, la grava o la cendra).
4) Litificació: de sediment solt a roca sòlida
Per convertir-se en roca, els dipòsits piroclàstics han de patir una litificació mitjançant:
– Compactació: la càrrega de la capa superior pressiona el sediment de manera que els porus es redueixen.
– Cimentació: els minerals que precipiten de l'aigua (per exemple, sílice, calcita, zeolita, argila) «enganxen» els grans.
– Soldadura en certs dipòsits calents: Si el dipòsit cau o flueix mentre encara és molt calent, fragments de vidre volcànic poden adherir-se i fusionar-se. Això produeix una toba soldada més dura i compacta (ignimbrita).
El procés de litificació pot ocórrer relativament ràpidament a escala geològica, especialment si els dipòsits són gruixuts, calents i enterrats ràpidament.
Tipus comuns de roques piroclàstiques
Aquí teniu alguns tipus que es troben sovint:
1. Toba tova
Les roques piroclàstiques estan compostes predominantment de cendra volcànica.La toba pot ser fina o una mica gruixuda, depenent de la barreja de mides. La toba s'utilitza àmpliament com a material de construcció en diverses zones, tot i que la seva resistència varia.
2. Ignimbrita (ignimbrita)
Normalment derivades de dipòsits de flux piroclàstic sobreescalfats i rics en cendres, sovint amb una textura soldada, les ignimbrites poden formar vastes planes i servir com a marcadors de grans erupcions.
3. Bretxa piroclàstica
Compost per grans fragments angulars (blocs) o una barreja de grans fragments en una matriu de cendra/lapil·li. Indica una erupció o col·lapse que produeix grans fragments.
4. Toba de lapilli
Toba rica en lapil·li (grans de 2 a 64 mm). La textura apareix "tacada" perquè els fragments més grans estan incrustats en una matriu de cendra.
Per què és important estudiar les roques piroclàstiques?
Les roques piroclàstiques són importants perquè:
– Registrar la història de les erupcions: a partir de la mida dels fragments, la composició i l'estructura de les capes, els geòlegs poden interpretar el tipus d'erupció i la seva magnitud.
– Assistència en la cartografia de riscos volcànics: els dipòsits de flux piroclàstic i la pluja de cendra indiquen zones que han estat afectades i que tenen el potencial de ser-ho de nou.
– Útil com a recurs: alguns dipòsits piroclàstics es converteixen en aqüífers, minerals o roques industrials; però també poden ser fràgils i propensos a esllavissades quan s'erosionen.
Tancament
Les roques piroclàstiques són roques formades a partir de fragments de material volcànic resultants d'erupcions explosives. Aquests materials, que van des de cendra i lapil·li fins a bombes i blocs, són transportats per la caiguda de cendra o fluxos piroclàstics, després s'assenten, es compacten, cimenten i de vegades es solden a causa de la calor, formant finalment roques sòlides com la toba, la ignimbrita i la bretxa piroclàstica. Estudiant les roques piroclàstiques, no només entenem els processos geològics que donen forma a la superfície de la Terra, sinó que també podem rastrejar les traces d'erupcions passades per predir riscos futurs.
Si ho desitgeu, puc adaptar aquest article per a necessitats escolars (més senzilles), universitàries (més tècniques) o afegir exemples de roques piroclàstiques que es troben a Indonèsia juntament amb les seves ubicacions i característiques.
