Introducción.
El magma y la lava no son lo mismo. El magma existe bajo la superficie de la Tierra y la lava es roca fundida que ha llegado a la superficie. La lava se produce a partir del magma pero ha perdido los materiales que se escapan en forma de gases (vapor de agua, dióxido de carbono y dióxido de azufre).
Una pregunta que nos podemos plantear es si toda la lava que sale deja un vacío dentro de la Tierra o bien se rellena de alguna manera. Actualmente, la respuesta que dan las personas científicas a esta pregunta es que en muchas regiones del globo, el fondo de los océanos se sumerge hasta el mismo núcleo del planeta (casi 3.000 km!). Este ingreso en profundidad es compensado por el ascenso de material caliente (el núcleo está a unos 5.000ºC) que alimenta los volcanes terrestres. Así que cuando vemos la lava que sale por un volcán hemos de recordar que en otros puntos del planeta este ascenso es compensado por una lenta pero constante zambullida de rocas hacia las profundidades.
Para más información, se puede leer este artículo de Claudi Mans (en catalán).
¿De qué depende que un volcán sea explosivo o efusivo?.
Las erupciones volcánicas pueden ser explosivas o efusivas, característica que depende de la composición del magma, su temperatura y la cantidad de gases disueltos. Se habla de volcanes grises cuando son muy explosivos (expulsan el magma con violencia) y de volcanes rojos cuando son muy efusivos (y expulsan el magma con tranquilidad).
Las coladas de lava son el producto más característico de las erupciones de tipo efusivo. Una vez en la superficie, como cualquier fluído, las coladas de lava se moverán más o menos rápidamente en función de su viscosidad y las pendientes del terreno por donde circulan.
La viscosidad de un fluído representa la resistencia que presenta éste a fluir. Cuando un líquido tiene baja viscosidad se expande fácilmente sobre las superficies. En cambio, un líquido muy viscoso se desplaza con dificultad sobre las superficies.
Las lavas de baja viscosidad tienden a fluir a través de diversos kilómetros y generalmente generan volcanes de perfil suave. Las lavas de alta viscosidad en general producen conos de pendientes con cuestas bien marcadas, y son proclives a producir explosiones catastróficas, generando cenizas volcánicas que pueden cubrir extensos territorios.
¿Cómo influye la viscosidad de la lava en una erupción?
Es interesante plantear al alumnado ¿cuáles son los factores que controlan la viscosidad de los fluidos? utilizando fluidos viscosos para simular la lava.
Podemos dar a los alumnos/as tres botellas de plástico transparente, cada una con la misma cantidad de líquido viscoso (por ejemplo miel, jarabe, jalea..) y les preguntamos: ¿cómo podemos conseguir que sea más o menos viscoso?. Las propuestas seguramente incluirán:
- Variando la temperatura.
- Añadiendo partículas sólidas (como arena).
- O bien insuflando aire.
Variando la temperatura
Añadiendo partículas sólidas
Probad estas ideas. Por ejemplo, sumergiendo las botellas en recipientes con agua en diferentes temperaturas, si esta es la variable que se quiere ensayar. Las variaciones en la viscosidad pueden observarse invirtiendo los recipientes al mismo tiempo y midiendo el tiempo que tarda el fluído en llegar al cuello de la botella.
Ensayo con tres temperaturas diferentes. Las tres botellas se giraron al mismo tiempo. Foto: P. Kennett. Para más información podéis consultar este documento en línea extraído de Earth Learning Idea.
Ensanyo añadiendo arena, lo que permite simular la diferente composición del magma.
El alumnado interpreta lo que observa y habla de: “La miel caliente va más rápida porque está más líquida. La miel representa lava», «Cuantos más grados, más rápida va la miel y más líquida se vuelve»
(4tP, Sandra Guerrero, Col·legi ‘Les Neus’, Santa Coloma de Gramenet).
También comprueban que si se añade arena, aumenta la viscosidad.
En este experimento, llevado a cabo por Sandra Guerrero – 4ºP, Col·legi ‘Les Neus’, Santa Coloma de Gramenet- han mezclado arena con miel para hacerla más viscosa y ver como se comporta en un plano inclinado. Han observado el tiempo y cómo se ha dispersado en un terreno plano.
¿Cómo influye la pendiente del terreno en la viscosidad de la lava?
Para explicar los efectos de un volcán, también es importante comprobar que dependen de la pendiente del terreno. Los alumnos y alumnas pueden encontrar evidencias mediante la experimentación. En este caso miden la inclinación del plano para comprobar el tiempo que tarda la miel en llegar a la base. A mayor inclinación del plano menos velocidad y más tiempo necesita para llegar a la marca.
Hacemos por escrito la predicción sobre qué pasará y la comprobamos.
Sandra Guerrero, 4ºP, Col·legi ‘Les Neus’, Santa Coloma de Gramenet.