Nº9 Instituto de Geofísica Octubre, 2000 - … · cubiertos por otras rocas. ... fácilmente de...
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1 ¡ Hola ! ¡ Hola ! Estamos al final del año y éste es nuestro cuarto número. ¿Te has preguntado alguna vez ¿cómo nace un volcán?, pues aquí te lo platicamos. También te prepara- mos una explicación sobre la atmósfera más superior del Sol en el artículo La corona de un rey, el Sol. Esperamos que estos dos artículos te inspiren en tus ratos libres durante las vacaciones decembrinas, en las que segura- mente estarás muy ocupado(a) debido a las fiestas y reuniones. Y como ya es costumbre, en la última sección UNA OJEADA A LOS AUTORES te contamos algo sobre los articulistas y te damos sus teléfonos y correos electrónicos. La razón es que nos interesa que nos busques, si quieres saber más sobre los temas que encuentres aquí. Así que léenos, comunícate con nosotros y ¡llégale a las Ciencias de la Tierra! CÓMO NACE UN VOLCÁN Juan Manuel Espíndola Castro El vulcanismo es un fenómeno de nuestro planeta que se ha presentado prácticamente desde su formación; por esta razón los volcanes han estado presentes en la Tierra desde sus orígenes. Sin embargo, no siempre han existido los mismos volcanes; como otros fenómenos de la naturaleza, tienen un nacimiento, una etapa de actividad y finalmente decaen a un estado de extinción (o solfatárico). Eventualmente son erosionados y cubiertos por otras rocas. ¿Cómo nace entonces un volcán? Pocas veces el hombre ha podido contemplar el nacimiento de un volcán, pero de lo que se ha podido observar se cuenta con un conocimiento cualitativo de este fenómeno. Un volcán es básicamente una apertura en la superficie terrestre, por la que son arrojados una mezcla de roca fundida y gases que se producen en el inte- rior de la Tierra y que es denomi- nada magma. Usualmente la apertura se produce por la presión que ejerce la intrusión de magma en la corteza terrestre y que provoca la apertura de grietas o fracturas por las que emerge el magma como fuentes o coladas de lava, o altamente fragmentado como escoria, pómez o ceniza volcánica. Conforme avanza la erupción, el material emerge más fácilmente de una zona,en particu- lar de la fractura y este sitio eventualmente se convierte en un conducto gruesamente circular, a la vez que los materiales arrojados se acumulan en sus alrededores formando lo que se conoce como edificio volcánico. La forma que adquiere el edificio volcánico depende de factores tales como el número de erupciones que presenta y el estilo de erupción de las mismas. Cuando el volcán presenta varias erupciones y con diferentes estilos se forma un edificio cono- cido como estratovolcan, pues está formado por capas intercaladas de lavas, cenizas, pómez u otros tipos de productos volcánicos. La clasificación de los volcanes basada en los tipos de edificio que construyen incluye muchos otros tipos además de los estrato- volcanes, entre ellos los conos y anillos de ceniza o escoria, los volcanes de escudo y los domos volcánicos. En general los grandes volcanes del mundo son estrato- volcanes, puesto que la construc- ción de sus grandes edificios requiere grandes volúmenes de material que es emplazado en numerosas erupciones. En muchos Instituto de Geofísica Octubre, 2000 http://www.igeofcu.unam.mx Nº9 Nº9 Checa esto: El 7 de diciembre con el Dr. Juan Américo González conocerás a las Ondas de choque inter- planetarias: los rugidos del Sol. Las conferencias se llevan a cabo en el Auditorio Ricardo Monges López en el 2do piso del Instituto de Geofísica en Ciudad Universitaria, a las 12.00hrs. Al Instituto de Geofísica puedes llegar caminando desde el metro CU. Asiste a las conferencias, te van a gustar, así que allí nos vemos. También te queremos decir que existe el Posgrado en Ciencias de la Tierra. Puedes estudiar cosas referentes a Sismología y Vulca- nología, Recursos Naturales, Paleomagnetismo y Exploración y Ciencias Espaciales y Planetarias. Si te interesa, comunícate con Araceli Chamán al teléfono 56 22 41 37. El Dr. Juan Manuel Espíndola nos comenta: De cómo abandoné el mundo de la farándula para dedicarme a hacer dinero en vulcanología. Habiendo estudiado la carrera de físico en la UNAM, me interesé en la Geofísica y estudié mi posgrado en el área de geociencias. En 1982 presencié los efectos de la erupción del volcán Chichonal y me impresionó tanto que decidí dedicarme a la vulcanología. Como los volcanes son el resul- tado de fenómenos muy com- plejos, se estudian desde muchos puntos de vista, por lo que la vulcanología ofrece un campo de trabajo para muchas especialida- des. El trabajo de campo es desde luego fundamental y ofrece la re- compensa de trabajar en contacto con la naturaleza; sin embargo, no es la única forma de estudiar a los volcanes y entender su comporta- miento. También se deben hacer estudios químicos sobre las rocas que los componen y los gases y líquidos que emanan de los mis- mos, estudiar los fenómenos físi- cos que los acompañan o realizar simulación de erupciones en computadora para estudiar sus efectos. Esta breve descripción intenta demostrar que como se ha dicho en los párrafos precedentes, la vulcanología es un campo de gran interés para todos los temperamentos. Me puedes encontrar en el tel. 56 22 41 24 o al correo electrónico: [email protected] La Dra. Silvia Bravo fue una investigadora distinguida del Ins- tituto de Geofísica de la UNAM, dónde laboró durante 32 años. Sus áreas principales de investigación fueron la Física Solar, la Física del Medio Interplanetario y las Rela- ciones Sol-Tierra. Trabajó incan- sablemente para consolidar un grupo de investigación de Física Espacial en México. Publicó nu- merosos artículos de investigación y divulgación, así como varios li- bros. Entre sus vastas actividades, impartió cursos y dirigió tesis de licenciatura y posgrado, dictó conferencias y participó en numerosos seminarios y congre- sos internacionales. La Dra. Bravo murió recientemente, descanse en paz. Geofisicosas es preparado por miembros del Instituto de Geofísica de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM). El Instituto se encuentra en Ciudad Universitaria y tiene una sede en Juriquilla, Querétaro. Los que formamos parte de este Insituto hemos estudiado carreras tales como Ingeniería, Ingeniería Geofísica, Geología, Física, Mate- máticas, Química o Geografía. Dra. Blanca Mendoza Ortega Tel 56 22 41 13 [email protected] Dra. Leticia Flores Márques Tel. 56 22 41 17 [email protected] Dr. Carlos Mortera Tel. 56 22 41 38 [email protected] Mtro. Jaime Durazo Tel. 56 22 41 33 [email protected] Mtro. Armando Carrillo Tel. 56 22 41 42 [email protected] Edición: Enrique Cabral Cano Francois Graffé Schmit Freddy Godoy Impreso en la Unidad de Apoyo Editorial del Instituto de Geofísica, UNAM 4
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¡ Hola !¡ Hola !
Estamos al final del año y éstees nuestro cuarto número. ¿Te haspreguntado alguna vez ¿cómonace un volcán?, pues aquí te loplaticamos. También te prepara-mos una explicación sobre laatmósfera más superior del Sol enel artículo La corona de un rey,el Sol. Esperamos que estos dosartículos te inspiren en tus ratoslibres durante las vacacionesdecembrinas, en las que segura-mente estarás muy ocupado(a)debido a las fiestas y reuniones. Ycomo ya es costumbre, en la últimasección UNA OJEADA A LOSAUTORES te contamos algo sobrelos articulistas y te damos susteléfonos y correos electrónicos.La razón es que nos interesa quenos busques, si quieres saber mássobre los temas que encuentresaquí. Así que léenos, comunícatecon nosotros y ¡llégale a lasCiencias de la Tierra!
CÓMO NACE UN VOLCÁN
Juan Manuel Espíndola Castro
El vulcanismo es unfenómeno de nuestro planeta que
se ha presentado prácticamentedesde su formación; por esta razónlos volcanes han estado presentesen la Tierra desde sus orígenes. Sinembargo, no siempre han existidolos mismos volcanes; como otrosfenómenos de la naturaleza, tienenun nacimiento, una etapa deactividad y finalmente decaen a unestado de extinción (o solfatárico).Eventualmente son erosionados ycubiertos por otras rocas. ¿Cómonace entonces un volcán? Pocasveces el hombre ha podidocontemplar el nacimiento de unvolcán, pero de lo que se ha podidoobservar se cuenta con unconocimiento cualitativo de estefenómeno.
Un volcán es básicamenteuna apertura en la superficieterrestre, por la que son arrojadosuna mezcla de roca fundida ygases que se producen en el inte-rior de la Tierra y que es denomi-nada magma. Usualmente laapertura se produce por la presiónque ejerce la intrusión de magmaen la corteza terrestre y queprovoca la apertura de grietas ofracturas por las que emerge elmagma como fuentes o coladas delava, o altamente fragmentadocomo escoria, pómez o cenizavolcánica. Conforme avanza la
erupción, el material emerge másfácilmente de una zona,en particu-lar de la fractura y este sitioeventualmente se convierte en unconducto gruesamente circular, ala vez que los materiales arrojadosse acumulan en sus alrededoresformando lo que se conoce comoedificio volcánico. La forma queadquiere el edificio volcánicodepende de factores tales como elnúmero de erupciones quepresenta y el estilo de erupción delas mismas.
Cuando el volcán presentavarias erupciones y con diferentesestilos se forma un edificio cono-cido como estratovolcan, pues estáformado por capas intercaladas delavas, cenizas, pómez u otros tiposde productos volcánicos. Laclasificación de los volcanesbasada en los tipos de edificio queconstruyen incluye muchos otrostipos además de los estrato-volcanes, entre ellos los conos yanillos de ceniza o escoria, losvolcanes de escudo y los domosvolcánicos. En general los grandesvolcanes del mundo son estrato-volcanes, puesto que la construc-ción de sus grandes edificiosrequiere grandes volúmenes dematerial que es emplazado ennumerosas erupciones. En muchos
Instituto de Geofísica Octubre, 2000
http://www.igeofcu.unam.mxN º 9N º 9
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El 7 de diciembre con el Dr.Juan Américo González conocerása las Ondas de choque inter-planetarias: los rugidos del Sol.
Las conferencias se llevan acabo en el Auditorio RicardoMonges López en el 2do piso delInstituto de Geofísica en CiudadUniversitaria, a las 12.00hrs. AlInstituto de Geofísica puedesllegar caminando desde el metroCU. Asiste a las conferencias, tevan a gustar, así que allí nosvemos.
También te queremos decirque existe el Posgrado en Cienciasde la Tierra. Puedes estudiar cosasreferentes a Sismología y Vulca-nología, Recursos Naturales,Paleomagnetismo y Exploración yCiencias Espaciales y Planetarias.Si te interesa, comunícate conAraceli Chamán al teléfono 56 2241 37.
El Dr. Juan ManuelEspíndola nos comenta: De cómoabandoné el mundo de lafarándula para dedicarme a hacerdinero en vulcanología. Habiendoestudiado la carrera de físico en laUNAM, me interesé en laGeofísica y estudié mi posgradoen el área de geociencias. En 1982presencié los efectos de laerupción del volcán Chichonal yme impresionó tanto que decidídedicarme a la vulcanología.Como los volcanes son el resul-
tado de fenómenos muy com-plejos, se estudian desde muchospuntos de vista, por lo que lavulcanología ofrece un campo detrabajo para muchas especialida-des. El trabajo de campo es desdeluego fundamental y ofrece la re-compensa de trabajar en contactocon la naturaleza; sin embargo, noes la única forma de estudiar a losvolcanes y entender su comporta-miento. También se deben hacerestudios químicos sobre las rocasque los componen y los gases ylíquidos que emanan de los mis-mos, estudiar los fenómenos físi-cos que los acompañan o realizarsimulación de erupciones encomputadora para estudiar susefectos. Esta breve descripciónintenta demostrar que como se hadicho en los párrafos precedentes,la vulcanología es un campo degran interés para todos lostemperamentos.
Me puedes encontrar en el tel.56 22 41 24 o al correoelectrónico:
La Dra. Silvia Bravo fue unainvestigadora distinguida del Ins-tituto de Geofísica de la UNAM,dónde laboró durante 32 años. Susáreas principales de investigaciónfueron la Física Solar, la Física delMedio Interplanetario y las Rela-ciones Sol-Tierra. Trabajó incan-sablemente para consolidar ungrupo de investigación de FísicaEspacial en México. Publicó nu-merosos artículos de investigacióny divulgación, así como varios li-bros. Entre sus vastas actividades,impartió cursos y dirigió tesis delicenciatura y posgrado, dictó
conferencias y participó ennumerosos seminarios y congre-sos internacionales. La Dra. Bravomurió recientemente, descanse enpaz.
Geofisicosas es preparadopor miembros del Instituto deGeofísica de la UniversidadNacional Autónoma de México(UNAM). El Instituto se encuentraen Ciudad Universitaria y tieneuna sede en Juriquilla, Querétaro.Los que formamos parte de esteInsituto hemos estudiado carrerastales como Ingeniería, IngenieríaGeofísica, Geología, Física, Mate-máticas, Química o Geografía.
Dra. Blanca Mendoza OrtegaTel 56 22 41 [email protected]
Dra. Leticia Flores MárquesTel. 56 22 41 [email protected]
Dr. Carlos MorteraTel. 56 22 41 [email protected]
Mtro. Jaime DurazoTel. 56 22 41 [email protected]
Mtro. Armando CarrilloTel. 56 22 41 [email protected]
Edición:Enrique Cabral CanoFrancois Graffé SchmitFreddy GodoyImpreso en la Unidad de ApoyoEditorial del Instituto deGeofísica, UNAM
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de estos volcanes los vulcanólogospueden identificar depósitos delava, cenizas y pómez, lo cual in-dica la complejidad de sucomportamiento. Los conos deceniza o escoria por otro lado sonformados durante un solo periodode actividad, que puede durardesde algunas semanas hastavarios años, tras el cual el volcánya no manifiesta actividad poste-rior. Los depósitos que formanestos volcanes son fragmentos derocas muy vesiculada, es decir,que contiene gran cantidad deporos esferoidales, lo quedemuestra que los magmas que losformaron contenían gran cantidadde gases. Los volcanes de escudose forman por el derrame degrandes cantidades de lava muyfluida que se extiende sobre lasuperficie de manera semejante acómo lo hacen los fluidos viscososen una superficie horizontal. Si ellector desparrama un poco demelaza o cajeta en una mesa,podrá observar, salvando desdeluego las proporciones de tiempoy dimensión, el análogo de unvolcán de escudo.
Los domos volcánicos seforman por la salida de lava muyviscosa que se solidifica muyrápidamente después de su salidaa la superficie y no contiene grancantidad de gases. Los bloques delava solidificada en equilibrioinestable se despeñan por lasladeras formadas por materialsalido inicialmente y forman unaespecie de domo arquitectónico,motivo por el cual se les da estenombre. Existen otros tipos devolcanes que no construyen unedificio muy notable; estas
estructuras son conocidas comomaares, son especies de cráterescasi al nivel del terreno formadospor explosiones muy poderosasque arrojan material muyfragmentado por la explosión y seacumula en los márgenes de loscráteres formando un pequeñolabio que es lo único quepodríamos identificar como“edificio volcánico”.
Nuestro país es abundante enmuchos de estos tipos de volcanes;el gran valle de México comoejemplo cercano nos muestragrandes estratovolcanes como elPopocatépetl y el Iztaccíhuatlrodeados por un gran número depequeños conos de ceniza yescoria. Por otro lado, en la regiónde los Tuxtlas en el estado deVeracruz se encuentra el campovolcánico de los Tuxtlas que poseeuna gran cantidad de maares, casitodos formando hermosos lagosque podrían constituir un atractivoturístico, pero que desgraciada-mente en muchos casos han sidoconvertidos en basureros. En estoslagos formados por la acumula-ción de agua en maares, se desa-rrolló una abundante vida animalque desgraciadamente junto con lamisma selva de los Tuxtlas vadesapareciendo.
LA CORONA DE UN REY,EL SOL
Silvia Bravo Núñez ✟
La corona, que es la parte másexterna de la atmósfera solar,encima de la fotosfera y la
tacional del Sol, pero surgióentonces la incógnita de por quéla corona es tan caliente, pues lasuperficie del Sol tiene apenas unatemperatura de unos 6000 grados.Aún ahora no se sabe con claridadpor qué la corona es tan caliente,pero sí sabemos que no sólo seextiende a grandes distancias delSol, sino que se escapa de él,fluyendo continuamente.
En 1930 se inventó undispositivo llamado coronógrafoque tiene un disco opaco que cubrela fotosfera solar, simulando uneclipse natural, y permite observarla corona en cualquier momento.Como la luz de la corona es muytenue, los coronógrafos funcionanmejor en telescopios de observa-torios a gran altura o a bordo desatélites. De todas maneras, nadasubstituye aún a un eclipse natu-ral para observar muy cerca delSol, por lo que la cacería deeclipses totales, como el delpasado 11 de agosto, sigue siendomuy practicada.
El aspecto de la corona en luzblanca no es constante, sino quesu forma y extensión varían conel ciclo de actividad solar. Esto sedebe a que el plasma coronal estáconfinado en las estructurasmagnéticas de la corona, las cualescambian notablemente a lo largodel ciclo de actividad.
Pero además de dispersar laluz blanca fotosférica, la coronatiene emisiones propias, sólo queno están en la región visible delespectro electromagnético, sino en
las regiones de longitudes de ondamucho más cortas: el ultravioletaextremo (UVE), en la corona baja,y los rayos X más arriba. Estotiene una ventaja y una desventaja.La ventaja es que si podemostomar imágenes del Sol en UVE oen rayos X, estaremos viendosolamente la corona, aun sobre eldisco del Sol, ya que la fotosferano emite en esas longitudes deonda. La desventaja es que lasondas electromagnéticas con lon-gitudes de onda tan pequeñas nopueden atravesar nuestra atmós-fera, por lo que deben ser regis-tradas fuera de ella.
Poco después de la segundaguerra mundial se empezaron adetectar rayos X solares por mediode cohetes, pero hasta hace sóloalgunas décadas, ya en la era
cromosfera, se observa durante loseclipses totales de Sol como unresplandor de luz blanca que rodeael disco solar oscurecido. Sin em-bargo, esta luz blanca (que yadesde Newton sabemos que es lacombinación de todos los colores)no se origina en la corona, sino quees luz de la fotosfera que esdispersada por los electroneslibres en el plasma que constituyela corona. Esto es, sin la luzfotosférica, la corona no emitiríaesa luz blanca.
Los primeros físicos solares,en el siglo pasado, no considera-ban que la corona que se observa-ba en los eclipses fuera realmenteuna estructura solar, pues laatracción gravitacional del Sol estan grande que no se esperaría quetuviera una atmósfera tan exten-dida. Se creía que debería de serun efecto de la atmósfera de laTierra como el halo que a vecesse ve alrededor de la Luna. Sinembargo, cuando empezaron afotografiarse los eclipses totales deSol, se encontró que en todas lasfotografías la corona se veía igual,independientemente del lugarsobre la Tierra desde dónde sefotografiara. Esto demostró que lacorona sí era parte del Sol. ¿Perocómo era posible que un gas tantenue no se colapsara hacia elenorme Sol?
La respuesta vino pocodespués cuando los estudiosespectroscópicos de la coronamostraron que debería tener unatemperatura muy alta, del orden demillones de grados. Siendo tancaliente, se explicaba por quépodía resistir la atracción gravi-
espacial, ha sido posible hacerimágenes en estas longitudes deonda. Las imágenes en rayos Xde la corona que envuelve al Solmostraron que ésta está consti-tuida por una infinidad de lazosde diversos tamaños en los queel plasma coronal sigue laestructura de las líneas del campomagnético, y que es muydinámica. La corona en rayos Xpresenta regiones brillantes degran variabilidad y regionesoscuras (llamadas hoyos coro-nales) y su aspecto generaltambién cambia con el ciclo so-lar. Hoy en día, la corona es laregión del Sol que se estudia conmás interés pues, es a través deella que la actividad solar setransmite al medio interplane-tario y en ocasiones hasta el in-terior de nuestra magnetosfera.
La fotografía muestra la corona del Sol en rayos X suaves. La imagenfue captada con el telescopio de rayos X suaves a bordo
del satélite Yohkoh.
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