Procesos magmáticos

Un magma se compone de tres fases diferenciadas:

1. Fase líquida: El fundido propiamente dicho, compuesto principalmente por iones de sílice ($SiO_2$) y otros elementos como $Al, Fe, Mg, Ca, Na$ y $K$.
2. Fase sólida: Cristales en suspensión que se han formado durante el enfriamiento o fragmentos de roca no fundida (xenolitos).
3. Fase gaseosa: Volátiles disueltos a alta presión, principalmente vapor de agua ($H_2O$), dióxido de carbono ($CO_2$) y dióxido de azufre ($SO_2$).

La propiedad física más crítica es la viscosidad (resistencia a fluir). Esta depende directamente del contenido en sílice:

• Magmas ácidos (félsicos): Ricos en $SiO_2$, forman cadenas polimerizadas de tetraedros de sílice que aumentan la viscosidad.
• Magmas básicos (máficos): Pobres en $SiO_2$, son mucho más fluidos. La temperatura también influye: a mayor temperatura, menor viscosidad. La densidad suele oscilar entre 2,2 y 2,8 $g/cm^3$, lo que permite al magma ascender a través de rocas sólidas más densas.

La Tierra es sólida en su mayor parte; para generar magma, deben alterarse las condiciones de equilibrio. El geotermo (curva de aumento de temperatura con la profundidad) debe cruzar la curva del solidus (temperatura a la que comienza la fusión). Esto ocurre por tres mecanismos:

1. Aumento de temperatura: Poco común de forma aislada, salvo por la llegada de plumas mantélicas.
2. Descompresión adiabática: Al ascender material del manto rápidamente, la presión disminuye sin que se pierda calor, cruzando el solidus. Es el mecanismo principal en dorsales oceánicas.
3. Efecto de los volátiles: La introducción de agua en el manto (frecuente en subducción) reduce el punto de fusión de las rocas, actuando como un fundente.

• Magmas basálticos (máficos): Contienen un 45-52% de $SiO_2$. Se originan por fusión parcial de las peridotitas del manto. Son fluidos y alcanzan altas temperaturas ($1000-1200^\circ C$).
• Magmas graníticos (félsicos): Contienen más del 65% de $SiO_2$. Se originan por fusión de la corteza continental (anatexia). Son muy viscosos y de menor temperatura ($700-900^\circ C$).
• Magmas intermedios (andesíticos): Con un 52-65% de $SiO_2$, típicos de zonas de subducción por interacción entre magmas basálticos y materiales corticales.

A medida que el magma se enfría, los minerales cristalizan en un orden determinado, proceso descrito por las Series de reacción de Bowen:

• Serie discontinua: Olivino → Piroxeno → Anfíbol → Biotita.
• Serie continua: Plagioclasas ricas en Calcio (Anortita) → Plagioclasas ricas en Sodio (Albita).

Si los cristales formados se separan del líquido (por ejemplo, por decantación gravitatoria al ser más densos), el líquido residual se vuelve progresivamente más rico en sílice, aluminio y alcalinos ($Na, K$), evolucionando de una composición básica a una más ácida.

La composición también cambia por interacción con el entorno:

• Asimilación: El magma funde parte de la roca encajante e incorpora sus elementos químicos.
• Mezcla de magmas: Ocurre cuando dos pulsos de magma de distinta composición se encuentran en una misma cámara.
• Contaminación cortical: Es la alteración del magma al atravesar la corteza continental, enriqueciéndose en sílice.

El resultado es la formación de acumulados minerales en la base de las cámaras y un líquido residual que da lugar a rocas muy diferentes a la original. Los elementos que no entran fácilmente en las estructuras cristalinas (elementos traza o incompatibles) se concentran en los últimos estadios del magma.

El magma asciende principalmente por su menor densidad respecto al entorno. Los mecanismos incluyen:

• Diapirismo: Ascenso en forma de gota de material plástico (como en una lámpara de lava).
• Stoping: El magma "se abre paso" desprendiendo bloques del techo de la cámara que caen al fundido.
• Fracturación hidráulica: La presión de los gases rompe la roca superior creando grietas por donde fluye el magma.

Las rocas plutónicas se clasifican según su relación con la roca encajante:

• Discordantes: Cortan las estructuras preexistentes. El mayor es el batolito (extensión $>100 km^2$). Los diques son tabulares y cortan las capas.
• Concordantes: Paralelos a las capas. Los sills son capas planas inter estratificadas. Los lacolitos tienen forma de lenteja con base plana y techo abombado, mientras que los lopolitos son cóncavos hacia arriba.

Al enfriarse lentamente bajo tierra, los cristales tienen tiempo para crecer:

• Textura fanerítica: Cristales visibles a simple vista (típica del granito).
• Textura pegmatítica: Cristales excepcionalmente grandes (varios centímetros).
• Textura porfídica: Dos tamaños de cristales claramente distintos, indicando dos etapas de enfriamiento. Todas las rocas plutónicas son holocristalinas, lo que significa que están formadas íntegramente por cristales.

La explosividad depende de la viscosidad y los gases. Se mide con el IEV (Índice de Explosividad Volcánica), de 0 a 8.

• Efusivas (Hawaianas): Magmas básicos, muy fluidos, erupciones tranquilas.
• Estrombolianas: Explosiones esporádicas de burbujas de gas.
• Explosivas (Plinianas): Magmas ácidos, muy viscosos, grandes columnas de ceniza y gases que pueden alcanzar la estratosfera.

1. Lavas: Pahoehoe (cordadas, lisas) y Aa (rugosas, en bloques).
2. Piroclastos: Fragmentos lanzados al aire. Según tamaño: cenizas ($<2mm$), lapilli ($2-64mm$) y bombas ($>64mm$).
3. Flujos piroclásticos: Nubes ardientes de gas y ceniza que se desplazan a gran velocidad por la ladera.
4. Lahares: Flujos de lodo volcánico causados por la mezcla de cenizas con agua (lluvia o deshielo).

• Volcán en escudo: Base muy ancha y pendientes suaves (ej. Hawái).
• Estratovolcán: Cono clásico formado por capas alternas de lava y piroclastos (ej. Teide).
• Caldera: Gran depresión circular formada por el colapso del edificio volcánico tras vaciarse la cámara magmática.

En las dorsales oceánicas, la separación de placas genera una descompresión del manto. Se produce fusión parcial de peridotitas dando lugar a basaltos y gabros. Es el proceso que crea la corteza oceánica de forma continua.

En las zonas de subducción, la placa que subduce se deshidrata. El agua asciende al manto superior y baja el punto de fusión. Esto genera magmas andesíticos y graníticos. Si ocurre bajo el mar, forma arcos isla (Japón); si es bajo un continente, arcos continentales (Andes).

Ocurre lejos de los bordes de placa, asociado a puntos calientes (hotspots) alimentados por plumas mantélicas profundas.

• Las Islas Canarias son un ejemplo de magmatismo intraplaca, donde la placa africana se desplaza sobre una zona de anomalía térmica, creando una alineación de islas de diferentes edades.

Se utiliza el índice de color para una primera aproximación:

• Leucocratas: Claras, ricas en sílice y feldespatos (ácidas).
• Melanocratas: Oscuras, ricas en hierro y magnesio (básicas).

Para una clasificación rigurosa se usa el diagrama QAPF de Streckeisen, que considera los porcentajes de Cuarzo (Q), Feldespato Alcalino (A), Plagioclasa (P) y Feldespatoides (F).

Las rocas ígneas son fundamentales como material de construcción (granito) y ornamentación. Además, los procesos magmáticos finales pueden concentrar metales valiosos (oro, cobre, platino) en yacimientos hidrotermales. En cuanto a riesgos, la vigilancia volcánica es clave en España (especialmente en Canarias) para mitigar la peligrosidad (probabilidad de ocurrencia) y el riesgo (daños potenciales a la población y bienes).