CENDRA VOLCÀNICA I

Anàlisi de la cendra volcànica del Popocatépelt

La cendra volcànica és una composició de partícules de roca i mineral molt fines (de menys de dos mil·límetres de diàmetre) ejectades per una obertura volcànica.

Hi ha tres mecanismes de formació de la cendra volcànica:

1.-Alliberament sobtat de gasos atrapats que en descomprimir provoquen erupcions magmàtiques.

2.-Contracció tèrmica deguda a erupcions en aigua o gel.

3.-Ejecció de partícules arrossegades durant les erupcions de vapor causant erupcions freàtiques.

El mecanisme d’emissió de cendra del volcà Popocatépelt és del tercer tipus: Ejecció (exhalació) de partícules de cendra, arrossegades per gassos (SO₂) i vapor d’aigua.

Els aspectes generals de la cendra volcànica es poden consultar aquí i aquí.

 -El volcà Popocatépelt

El Popocatépetl és un volcà actiu ubicat al centre de Mèxic, específicament entre els estats de Puebla, Morelos i l'Estat de Mèxic. El seu nom prové del nàhuatl i significa “muntanya que fumeja” ja que periòdicament registra emissions de gasos, cendres i erupcions diverses.

El volcà Popocatépetl es situa a una distància de 40 km a l'oest de la ciutat de Puebla.

 

Volcà Popocatépelt

 

Situació del Popocatépelt (Google Maps)

 Els patrons dels corrents de vent i la direcció de propagació de la ploma de contaminació tenen un paper molt important en la distribució dels productes piroclàstics del volcà, la qual augmenta l'abast de la ploma de contaminació que pogués afectar la salut humana i l'ecosistema . La caiguda del material particulat es diposita sobre les fulles de les plantes i arbres, provocant la inhibició de la transpiració i disminució de la fotosíntesi, afectant la nutrició de les plantes. A terra causa canvis fisicoquímics, modificant la seva composició, incrementant elements inorgànics, la conductivitat i modifica el pH amb tendència a alcalí, disminuint la disposició de nitrogen i fòsfor, alterant els seus processos biològics (Santamaría-Juárez et al., 2022).

 -Anàlisi microscòpica de la cendra

La mostra de cendra analitzada va ser recollida a mitjans de desembre de 2024.

La cendra volcànica es compon de dos tipus de fragments, els amorfs (vidres) i els cristal·lins.

Estudis fets en cendra en el període 2016-2019 van mostrar que els principals constituents químics de la cendra eren en un 60% òxids de silici. Els minerals principals van:

-Plagiòclasis: Son estructures cristal·lines d’òxid de silici. La estructura cristal·lina està formada per tetraedres de SiO₄ on alguns anions de Si se substitueixen per cations d'Al. En els buits entre els tetraedres se situen els cations de Na+ i de Ca₂. Com es veurà més a baix, les plagiòclasis, per tenir estructura cristal·lina, es veuen brillants amb llum polaritzada.

-Piroxè: Tenen una estructura comuna que consisteix en cadenes simples de tetraedres de sílice. La seva fórmula general és XY(Si, Al)₂O₆, on "X" representa calci, sodi, ferro2+, manganès, liti o magnesi, i "Y" representa ions més petits com el crom, alumini, ferro2+, ferro3+, magnesi, manganès o titani. Els piroxens fèrrics son negres

-Cristobalita: És un òxid de silici microcristal·lí. El seu color depèn de les impureses, que poden ser ferro, calci, alumini, potassi, sodi, titani, manganès, magnesi i fòsfor.

-Vidres amorfs blancs, verdosos o marronosos. Son òxids de silici sense estructura cristal·lina. Els colors les donen les impureses, com en el cas de la cristobalita.

La cendra de les mostres recollides presenten estructura semblant a la descrita. La fotomicrografia mostra un detall de la cendra a petit augment.

 

Cendra volcànica a petit augment (40x aprox.)

A petit augment (40x, aprox.), s’observan partícules heterogènies més aviat petites, de mida igual o inferior 100 micrometres (0.1 mm o 100 µm). Destaquen les partícules de negres grans, tot i que també hi a partícules grans de material blanquinós, probablement de plagiòclasi.  Així doncs, el color gris de la cendra be donat per material particulat majoritàriament blanquinós, barrejat amb piroxens negres.

A més augment, es pot veure com el material blanquinós pot ser amorf o cristal·lí. El material cristal·lí (possiblement plagiòclasis) brilla amb llum polaritzada, presentant sovint iridescències (veure imatges següents). Les partícules blanquinoses que no destaquen amb llum polaritzada son possiblement òxids de silici amorfs (vidres). 

  
   Imatge amb llum normal                                      Imatge amb llum polaritzada

Imatges amb llum normal i polaritzada a 200 x (aprox.)