Fumarola

Fumarole en Námafjall, Islandia

Gases de muestreo en a fumarola en Mount Baker en Washington, Estados Unidos

Fumaroles en Vulcano, Sicilia

Una fumarola (o fumerola) es un respiradero en la superficie de la Tierra u otro planeta rocoso del que se emiten gases y vapores volcánicos calientes, sin ningún líquido que los acompañe. o sólidos. Las fumarolas son características de las últimas etapas de la actividad volcánica, pero la actividad de las fumarolas también puede preceder a una erupción volcánica y se ha utilizado para la predicción de erupciones. La mayoría de las fumarolas desaparecen a los pocos días o semanas del final de una erupción, pero algunas son persistentes y duran décadas o más. Un área que contiene fumarolas se conoce como campo de fumarolas.

El vapor predominante emitido por las fumarolas es vapor, formado por la circulación de agua subterránea a través de rocas calentadas. Esto suele ir acompañado de gases volcánicos emitidos por el enfriamiento del magma en las profundidades de la superficie. Estos gases volcánicos incluyen compuestos de azufre, como varios óxidos de azufre y sulfuro de hidrógeno y, a veces, cloruro de hidrógeno, fluoruro de hidrógeno y otros gases. Una fumarola que emite importantes compuestos de azufre a veces se denomina solfatara.

La actividad de las fumarolas puede descomponer la roca alrededor del respiradero y, al mismo tiempo, depositar azufre y otros minerales. Debajo de las fumarolas se pueden formar valiosos depósitos de minerales hidrotermales. Sin embargo, las fumarolas activas pueden ser un peligro debido a la emisión de gases calientes y venenosos.

Descripción

Una fumarola (o fumerole; del francés fumerolle, una estructura abovedada con aberturas laterales, construida sobre una cocina para permitir el escape de humo) es una abertura en la corteza de un planeta que emite vapor y gases, pero no material líquido o sólido. La temperatura de los gases que salen del respiradero oscila entre 100 y 1000 °C (210 y 1800 °F). El vapor se forma cuando el agua subterránea es sobrecalentada por la roca caliente, luego destella (ebulle debido a la despresurización) a medida que se acerca a la superficie.

Además del vapor, los gases liberados por las fumarolas incluyen dióxido de carbono, óxidos de azufre, sulfuro de hidrógeno, cloruro de hidrógeno y fluoruro de hidrógeno. Estos tienen su origen en el enfriamiento del magma bajo tierra. No todos estos gases están presentes en todas las fumarolas; por ejemplo, las fumarolas de Kilauea en Hawai, EE. UU., casi no contienen cloruro de hidrógeno ni fluoruro de hidrógeno. Los gases también pueden incluir trazas de sulfuro de carbonilo, disulfuro de carbono, hidrógeno, metano o monóxido de carbono. Una fumarola que emite gases sulfurosos puede denominarse solfatara (del antiguo italiano solfo, "azufre"). Las fuentes termales de sulfato ácido pueden formarse por fumarolas cuando parte del vapor se condensa en la superficie. Los vapores ácidos que ascienden desde abajo, como CO₂ y H₂S, se disolverán y crearán aguas termales de bajo pH calentadas con vapor.

Las fumarolas normalmente se asocian con las últimas etapas de la actividad volcánica, aunque también pueden preceder a la actividad volcánica y se han utilizado para predecir erupciones volcánicas. En particular, los cambios en la composición y la temperatura de los gases de las fumarolas pueden indicar una erupción inminente. Un aumento en las emisiones de óxido de azufre es una indicación particularmente sólida de que el nuevo magma está saliendo de las profundidades y puede detectarse meses o años antes de la erupción. Las emisiones continuas de óxido de azufre después de una erupción son una indicación de que el magma continúa ascendiendo hacia la superficie.

Las fumarolas pueden aparecer a lo largo de pequeñas grietas, a lo largo de fisuras largas o en grupos o campos caóticos. También ocurren en la superficie de flujos de lava y flujos piroclásticos. Un campo de fumarolas es un área de manantiales termales y respiraderos de gas donde el magma poco profundo o las rocas ígneas calientes liberan gases o interactúan con el agua subterránea. Cuando ocurren en ambientes helados, las fumarolas pueden causar torres de hielo fumarólicas.

Las fumarolas pueden persistir durante décadas o siglos si se ubican sobre una fuente de calor persistente; o pueden desaparecer en semanas o meses si se encuentran sobre un depósito volcánico fresco que se enfría rápidamente. El Valle de los Diez Mil Humos, por ejemplo, se formó durante la erupción de Novarupta en Alaska en 1912. Inicialmente, se produjeron miles de fumarolas en las cenizas de enfriamiento de la erupción, pero con el tiempo, la mayoría de ellas se han extinguido. Las fumarolas persistentes se encuentran en Sulphur Bank en el borde norte de la caldera de Kilauea, pero la mayoría de las fumarolas en Hawai no duran más de unos pocos meses. Todavía hay numerosas fumarolas activas en el Parque Nacional de Yellowstone, EE. UU., unos 70.000 años después de la erupción más reciente.

Recursos económicos y peligros

Los vapores ácidos de las fumarolas pueden romper la roca alrededor de los respiraderos, produciendo halos de alteración de colores brillantes. En Sulphur Bank, cerca de Kilauea, una leve alteración reduce la roca de gris a ópalo blanco y caolinita con la textura original de la roca aún perceptible. La alteración comienza a lo largo de las juntas en la roca y avanza hacia adentro hasta que se altera todo el bloque de juntas. Una alteración más extrema (a un pH más bajo) reduce el material a minerales de arcilla y óxidos de hierro para producir arcilla de color rojo a marrón rojizo. El mismo proceso puede producir valiosos depósitos minerales hidrotermales en profundidad.

Las fumarolas que emiten vapores sulfurosos forman depósitos superficiales de minerales ricos en azufre y de minerales de fumarolas. Los cristales de azufre en Sulphur Banks cerca de Kilauea pueden crecer hasta 2 centímetros (0,8 pulgadas) de largo, y se ha depositado una cantidad considerable de azufre en Sulphur Cone dentro de la caldera de Mauna Loa. Los lugares en los que se han extraído estos depósitos incluyen:

• Kawah Ijen y Arjuno-Welirang, Indonesia
• Complejo Purico cerca de San Pedro de Atacama en Chile
• Mount Tongariro in the central North Island, New Zealand (mined by Māori until 1950)
• Whakaari / Isla Blanca en la Bahía de Plenty, Nueva Zelanda (cuenta desde los años 1880 hasta los años 1930)
• Sicilia, que tenía una casi-monopolio sobre el azufre antes del desarrollo del proceso de Frasch para la extracción de azufre de las cúpulas de sal.

La extracción de azufre en Indonesia a veces se realiza a mano por un salario bajo, sin respiradores u otro equipo de protección.

En abril de 2006, las emisiones de fumarolas mataron a tres trabajadores de la patrulla de esquí al este de la silla 3 en el área de esquí de Mammoth Mountain en California. Los trabajadores fueron vencidos por una acumulación de humos tóxicos (un mazuku) en una grieta en la que habían caído.

Ocurrencias

Las fumarolas se encuentran en todo el mundo en áreas de actividad volcánica. Algunos ejemplos notables incluyen:

• Campi Flegrei, Italia, conocido desde tiempos antiguos y considerado como la entrada al infierno, que ahora está estrechamente monitoreada debido al peligro que plantea a la urbanización cercana.
• Central Volcanic Zone, South America
• Corbetti Caldera, Etiopía, donde se está construyendo una central eléctrica geotérmica
• Taupō Volcanic Zone, New Zealand, where fumaroles support a unique and critically endangered ecosystem
• Mount Usu, Japón
• Valle de la Desolación en el Parque Nacional Morne Trois Pitons en Dominica
• Furnas, Isla de São Miguel, Azores (Portugal)
• El Parque Nacional Yellowstone cuenta con miles de fumarolas, incluyendo a Black Growler en la Cuenca de Norris Geyser y numerosas fumarolas que atragan la Montaña Roaring.

En Marte

Se sospecha que la formación llamada Home Plate en el cráter Gusev en Marte, que fue examinada por el Mars Exploration Rover (MER) Spirit, son los restos erosionados de una fumarola antigua y extinta.