Vidrio volcánico

Grano de arena de vidrio volcánico bajo el microscopio petrográfico. Su naturaleza amorfo hace que desaparezca en la luz cruzada (fragmento inferior). La caja de escala está en milímetros.

El vidrio volcánico es el producto amorfo (no cristalizado) del magma que se enfría rápidamente. Como todos los tipos de vidrio, es un estado de la materia intermedio entre la disposición altamente ordenada y compacta de un cristal y la disposición altamente desordenada de un líquido. El vidrio volcánico puede referirse al material intersticial, o matriz, en una roca volcánica afanítica (de grano fino), o a cualquiera de varios tipos de rocas ígneas vítreas.

Origen

El vidrio volcánico se forma cuando el magma se enfría rápidamente. El magma enfriado rápidamente por debajo de su temperatura normal de cristalización se convierte en un líquido sobreenfriado y, con un enfriamiento rápido adicional, se convierte en un sólido amorfo. El cambio de líquido sobreenfriado a vidrio ocurre a una temperatura llamada temperatura de transición vítrea, que depende tanto de la velocidad de enfriamiento como de la cantidad de agua disuelta en el magma. El magma rico en sílice y pobre en agua disuelta se enfría más fácilmente lo suficientemente rápido como para formar vidrio volcánico. Como resultado, los magmas de riolita, que tienen un alto contenido de sílice, pueden producir tefra compuesta completamente de vidrio volcánico y también pueden formar flujos de lava vítrea. Las tobas de flujo de ceniza generalmente consisten en innumerables fragmentos microscópicos de vidrio volcánico. El basalto, que es bajo en sílice, forma vidrio con dificultad, por lo que la tefra de basalto casi siempre contiene al menos algo de material cristalino (cristales templados). La temperatura de transición vítrea del basalto es de unos 700 °C (1292 °F).

Los mecanismos que controlan la formación de vidrio volcánico se ilustran mejor con las dos formas de vidrio basáltico, taquilita y sideromelano. La taquilita es opaca a la luz transmitida debido a la abundancia de diminutos cristales minerales de óxido suspendidos en el vidrio. Sideromelane es parcialmente transparente porque contiene muchos menos cristales. El sideromelano es abundante solo en erupciones donde el magma basáltico se ha enfriado muy rápidamente por contacto con el agua, como las erupciones freatomagmáticas. El vidrio volcánico basáltico también está presente en las lavas almohadilladas.

De los mecanismos de enfriamiento responsables de la formación de vidrio volcánico, el más efectivo es el enfriamiento por agua, seguido del enfriamiento por aire arrastrado en una columna de erupción. El mecanismo menos efectivo es el enfriamiento en el fondo de un flujo en contacto con el suelo.

Tipos

Más comúnmente, vidrio volcánico se refiere a obsidiana, un vidrio riolítico con alto contenido de sílice (SiO₂).

Otros tipos de vidrio volcánico incluyen los siguientes:

• Pumice, que se considera un cristal porque no tiene estructura de cristal.
• Las lágrimas de Apache, una especie de obsidiana nodular.
• Taquilita (también taquilítica deletreada), un vaso basalítico con contenido de sílice relativamente bajo.
• Sideromelane, una forma menos común de tachylyte.
• Palagonita, producto de alteración de vidrio basaltico.
• Hyaloclastite, una breccia hidratada como tuff de sideromelane y palagonita.
• Pele pelo, hilos o fibras de vidrio volcánico, generalmente basalítico.
• Lágrimas de Pele, gotas de vidrio volcánico, generalmente basalítico.
• Limu o Pele (el algas marinas de Pele), sábanas finas y copos de vidrio volcánico marrón-verde a poco claro, generalmente basalítico.

Alteración

El vidrio volcánico es químicamente inestable y se descompone fácilmente. Las moléculas de agua reaccionan rápidamente con la estructura abierta y desordenada del vidrio volcánico, eliminando los cationes solubles del vidrio y precipitando los minerales secundarios (authigenic). Como resultado, la litificación de cenizas volcánicas es uno de los procesos de litificación a baja temperatura más rápidos. La alteración del vidrio volcánico en las dorsales oceánicas puede haber contribuido significativamente a la formación de depósitos masivos de sulfuro, y la alteración de los lechos de cenizas volcánicas formó depósitos de zeolita y bentonita económicamente importantes.