CENIZA VOLCÁNICA I

Análisis de la ceniza volcánica del Popocatépelt

La ceniza volcánica es una composición de partículas de roca y mineral muy finas (de menos de dos milímetros de diámetro) eyectadas por una abertura volcánica.

Hay tres mecanismos de formación de la ceniza volcánica:

1.-Liberación repentina de gases atrapados que al descomprimir provocan erupciones magmáticas.

2.-Contracción térmica debida a erupciones en agua o hielo.

3.-Eyección de partículas arrastradas durante las erupciones de vapor causando erupciones freáticas.

El mecanismo de emisión de ceniza del volcán Popocatépelt es del tercer tipo: Eyección (exhalación) de partículas de ceniza, arrastradas por gases (SO ₂ ) y vapor de agua.

Los aspectos generales de la ceniza volcánica se pueden consultar aquí y aquí .

 -El volcán Popocatépelt

El Popocatépetl es un volcán activo ubicado en el centro de México, específicamente entre los estados de Puebla, Morelos y el Estado de México. Su nombre proviene del náhuatl y significa “montaña que humea” puesto que periódicamente registra emisiones de gases, cenizas y erupciones diversas.

El volcán Popocatépetl se ubica a una distancia de 40 km al oeste de la ciudad de Puebla.

 

Volcán Popocatépelt

 

Situación del Popocatépelt (Google Maps)

 Los patrones de las corrientes de viento y la dirección de propagación de la pluma de contaminación tienen un papel muy importante en la distribución de los productos piroclásticos del volcán, la cual aumenta el alcance de la pluma de contaminación que pudiera afectar a la salud humana y ecosistema . La caída del material particulado se deposita sobre las hojas de las plantas y árboles, provocando la inhibición de la transpiración y disminución de la fotosíntesis, afectando la nutrición de las plantas. En el suelo causa cambios físico-químicos, modificando su composición, incrementando elementos inorgánicos, la conductividad y modifica el pH con tendencia a alcalino, disminuyendo la disposición de nitrógeno y fósforo, alterando sus procesos biológicos ( Santamaría-Juárez et al., 2022 ).

 -Análisis microscópico de la ceniza

La muestra de ceniza analizada fue recogida a mediados de diciembre de 2024.

La ceniza volcánica se compone de dos tipos de fragmentos, los amorfos (cristales) y los cristalinos.

Estudios realizados en ceniza en el período 2016-2019 mostraron que los principales constituyentes químicos de la ceniza eran en un 60% óxidos de silicio.

- Plagioclasas : Son estructuras cristalinas de óxido de silicio. La estructura cristalina está formada por tetraedros de SiO ₄ donde algunos aniones de Si se sustituyen por cationes de Al. En los huecos entre los tetraedros se ubican los cationes de Na+ y de Ca ₂ . Como se verá más abajo, las plagioclasas, por tener estructura cristalina, se ven brillantes con luz polarizada.

- Piroxeno : Tienen una estructura común que consiste en cadenas simples de tetraedros de sílice. Su fórmula general es XY(Si, Al) ₂ O ₆ , donde "X" representa calcio, sodio, hierro2+, manganeso, litio o magnesio, y "Y" representa iones más pequeños como el cromo, aluminio, hierro2+, hierro3+, magnesio, manganeso o titanio. Los piroxenos férricos son negros

- Cristobalita : Es un óxido de silicio microcristalino. Su color depende de las impurezas, que pueden ser hierro, calcio, aluminio, potasio, sodio, titanio, manganeso, magnesio y fósforo.

- Cristales amorfos blancos, verdosos o marrones. Son óxidos de silicio sin estructura cristalina. Los colores son dados por las impurezas, como en el caso de la cristobalita.

La ceniza de las muestras recogidas presentan estructura similar a la descrita. La fotomicrografía muestra un detalle de la ceniza a pequeño aumento.

 

Ceniza volcánica a pequeño aumento (40x aprox.)

A pequeño aumento (40x, aprox.), se observan partículas heterogéneas más bien pequeñas, de tamaño igual o inferior a 100 micrometros (0.1 mm o 100 µm). Destacan las partículas de negros grandes, aunque también existen partículas grandes de material blanquecino, probablemente de plagioclasa.   Así pues, el color gris de la ceniza bien dado por material particulado mayoritariamente blanquecino, mezclado con piroxenos negros.

Además, se puede ver cómo el material blanquecino puede ser amorfo o cristalino. El material cristalino (posiblemente plagioclasa) brilla con luz polarizada, presentando a menudo iridescencias (ver imágenes siguientes). Las partículas blanquecinas que no destacan con luz polarizada son posiblemente óxidos de silicio amorfos (cristales). 

  
   Imagen con luz normal Imagen con luz polarizada                                     

Imágenes con luz normal y polarizada a 200 x (aprox.)