Unitat 10 - McGraw-Hill

unitat
188
10
Volcans i terratrèmols
A la costa nord de l’illa de Tenerife es troba situat
el poblet de Garachico. Té una economia en plena
expansió pel nombrós turisme i el seu port, que dóna
sortida al vi, als tomàquets, als plàtans i a d’altres
productes agrícoles de la zona.
El poble i el port, però, són nous. Antigament
hi havia un altre poble i un altre port en el mateix
indret, també molt actius, que el 1706 van ésser
arrasats i colgats per les laves procedents d’una
erupció del Teide. Actualment està situat just al
peu dels vessants del gran volcà canari, ara adormit,
damunt la lava solidificada d’aquella erupció.
Te n’hi aniries a viure, a Garachico? I a treballar-hi
una temporada? Quines investigacions científiques
es poden fer en l’àrea del vulcanisme que
puguin ajudar-te a prendre aquestes decisions?

Com reconeixeries, de lluny i de prop, si una muntanya o
un turó forma part d’un volcà?
Recordes alguna erupció volcànica recent? De quin volcà
es tracta? En quin pais es troba?
Què és una erupció volcànica?
Recordes algun terratrèmol recent a la península Ibèrica?
I a la zona mediterrània? Quan i on van tenir lloc?
Pot haver-hi terratrèmols que no notem? Per què?
Feu grups de tres persones i poseu-vos al voltant d’una taula.
Una ha d’aguantar un bolígraf ben vertical amb la punta damunt d’un full de paper recolzat
en la taula (cal situar el bolígraf al centre d’un marge del full).
L’altra ha de moure, lentament i sense interrupció, el full de paper arran de la taula,
mantenint sempre la mateixa direcció.
I la tercera persona ha de donar de tant en tant un cop, amb diferent força, a la taula.
Repetiu el procés diverses vegades, fins a perfeccionar i dominar la tècnica.
Observeu els gargots que han quedat dibuixats al full i intenteu deduir-ne
idees relacionades amb l’estudi dels terratrèmols.
189

a c t i v i t a t s
190
10.1. No tan tranquil·la com sembla
Els terratrèmols són manifestacions de la gran quantitat d’energia que
la Terra conserva en el seu interior.
Els corrents de convecció de l’astenosfera
aporten a la litosfera energia en forma de calor
i de forces de fregament.
Litosfera
Astenosfera
Si comparem el nostre planeta amb d’altres del sistema
solar, podem tenir la sensació que la Terra és un
lloc molt tranquil. Tampoc no podria ser d’altra manera
en un planeta caracteritzat per l’enorme quantitat i
diversitat de formes de vida que s’hi han desenvolupat.
També sabem, però, que, de vegades, l’estabilitat
de la litosfera s’interromp de manera sorprenent. Pot
ser una esquerda que comença a treure fum i després
il·lumina la nit amb riades de foc i guspires ardents. O
bé un seguit de moviments rapidíssims, que esquerden
i deformen el terreny i ho capgiren tot abans que ningú
pugui reaccionar.
I és que la Terra no és tan tranquil·la com sembla.
En la unitat anterior hem vist com es produeixen en
l’astenosfera desplaçaments de materials molt calents
(els corrents de convecció). Aquests moviments aporten
des de sota, en forma de calor i moviment, energia
suficient per fondre roques i provocar grans tensions
en la litosfera. De la relació entre l’astenosfera i la litosfera
resulten, doncs, els espectaculars –i massa
sovint tràgics– episodis sísmics i volcànics que estudiarem
a continuació.
Força
Corrent
de
convecció
Força
1. Què caldria fer per aturar l’activitat sísmica i volcànica de la Terra? Això és possible a curt termini? Per què?
Calor
Corrent
de
convecció

10.2. Què són els magmes?
Erupció del volcà Etna (Sicília)
A l’antiguitat es creia que el cràter
del Vulcano, un important volcà situat
a les illes Eòlies, prop de Sicília,
era l’entrada del regne de Plutó. Allà
hi havia la forja de Vulcà, que treia
guspires fabuloses mentre forjava els
raigs de Júpiter.
Anomenem erupció volcànica l’expulsió de materials
sòlids, líquids i gasosos a grans temperatures procedents
de l’interior de la Terra.
Les erupcions volcàniques són les mostres més espectaculars
de l’activitat interna de la Terra. La bellesa i
la força imparable, l’origen profund i els temibles efectes
de les erupcions han impressionat des d’antic la imaginació
dels humans.
En el decurs del temps, aquests fenòmens han adquirit,
a més, un gran interès en les investigacions científiques,
ja que proporcionen molta informació respecte
dels processos que tenen lloc a les inaccessibles
zones de l’interior del planeta.
Bona part d’aquesta informació l’aporta l’estudi dels
magmes que surten durant les erupcions. Un magma
és qualsevol matèria mineral fosa, a elevada temperatura
(més de 600 ºC), que es troba dins o per sota de la litosfera i que en refredar-se
origina una massa rocosa.
El més corrent és que els magmes es refredin i es transformin en roca de manera
lenta i a alguns quilòmetres de fondària, i així queden integrats directament en la litosfera.
Però de vegades, els magmes troben una via de comunicació directa amb l’exterior.
Quan succeeix això es desencadena l’erupció: els magmes surten a la superfície,
es refreden i, en bona part, se solidifiquen.
La formació dels magmes
Ens podem preguntar per què la litosfera, si és sòlida, conté
dins seu materials fosos. O, dit d’altra manera, per què es fonen
les roques?
Per entendre’n les causes cal recordar que la temperatura
de la Terra augmenta progressivament des de la superfície
cap a l’interior. A partir de certa profunditat, doncs, el
manteniment de l’estat sòlid dels materials rocosos sols és
possible gràcies a la pressió regnant (pressió de confinament),
que també augmenta, i molt, amb la profunditat. És
per això que qualsevol procés que desequilibri aquesta relació
entre la temperatura i la pressió podrà ser causa d’una
fusió de roques; és a dir, de la formació d’una massa
magmàtica.
En refredar-se, els magmes originen masses rocoses.
L’espectacular columnata rocosa de Castellfollit de la Roca es
va formar a partir de les laves que van emetre els volcans de
la Garrotxa.
191

L’arxipèlag de les Hawai s’ha format en un punt calent que ha creat
volcans tan grans com el que veiem a la fotografia en plena activitat,
l’anomenat Manua Loa.
El basalt es forma quan se solidifiquen
magmes bàsics.
192
Tipus de magmes i localització
De vegades, el desequilibri és provocat per l’ascens
–a remolc dels corrents de convecció de l’astenosfera–
d’una massa material profunda i, per tant, molt més
calenta (el que s’anomena ploma en llenguatge vulcanològic).
Aquesta calor pot arribar a ser suficient per
fondre les roques litosfèriques suprajacents, malgrat la
pressió a què es troben. Les zones de la litosfera que
reben i acumulen calor per sota són els coneguts punts
calents (hot spot). L’arxipèlag volcànic de les Hawai
n’és un cas ben destacat.
En altres ocasions és una disminució de la pressió
de confinament el que provoca el desequilibri. En la litosfera
es poden produir situacions que facin disminuir
localment la pressió –per exemple, les forces tectòniques
de distensió dels rifts– i, per tant, que facilitin
la fusió de les roques, sense que hi hagi hagut necessàriament
una variació de la temperatura.
Podem considerar que hi ha tres tipus de magmes segons la quantitat de sílice (SiO 2)
que continguin: els àcids, els intermedis i els bàsics. Però cal tenir en compte que
aquesta classificació és molt simple; en realitat, no existeixen dos magmes que siguin
exactament idèntics.
• Magmes bàsics: contenen poc sílice (menys d’un 50 %). Són magmes poc viscosos
i de coloració molt fosca. Se solidifiquen a temperatures força elevades
(1100 ºC-1350 ºC) i donen lloc als basalts.
• Es poden formar tant sota els continents, a certa fondària (uns 40 km), com sota
els oceans, a poca fondària (uns 10 km). Al llarg del rift de les dorsals oceàniques
afloren en quantitats immenses.
• Magmes intermedis: contenen entre un 50 % i un 70 % de sílice. Són més viscosos
que els bàsics i tenen un color menys fosc. Se solidifiquen a temperatures elevades
i originen andesita.
• Es formen en amplis sectors del planeta, a profunditat variable, associats a les zones
de subducció i els arcs insulars, en particular de l’oceà Pacífic.
• Magmes àcids: tenen un elevat contingut en sílice (més del 70%). Són magmes
força viscosos i de coloració clara. Se solidifiquen a temperatures relativament
poc elevades i originen roques volcàniques com la riolita i la traquita. Solen formar-se
sota els continents, a fondàries d’entre 20 i 30 quilòmetres.
L’ andesita es forma quan se solidifiquen
magmes intermedis.
La traquita es forma quan se solidifiquen
magmes àcids.

a c t i v i t a t s
2. A què és degut el manteniment de l’estat sòlid de les
masses rocoses en les elevades temperatures regnants
de l’interior de la litosfera?
10.3. Què és un volcà?
Piroclastos
Boca
eruptiva
Cràter
Con
Esquema d’un volcà
Xemeneia
Cambra
magmàtica
a c t i v i t a t s
3. Imagina’t que hi ha dues erupcions volcàniques en
un mateix continent, i que en una surten magmes bàsics
i en l’altra, magmes àcids. Quina de les dues
erupcions treu materials d’origen més profund?
Quan parlem col·loquialment utilitzem el terme volcà per referir-nos a una muntanya
cònica amb una concavitat en forma d’embut al cim. Però aquesta idea no és gaire correcta;
en realitat, un volcà és un conjunt d’estructures que inclou una fissura de la litosfera,
per on surten els magmes cap a l’exterior.
Gasos i
cendres
Colada
Con
adventici
La part fonamental d’un volcà és la cambra magmàtica,
una massa interna de magma sotmès a altes temperatures i a
molta pressió. Alguns volcans complexos en poden tenir més
d’una. Si les cambres magmàtiques no tenen cap fissura de comunicació
amb la superfície, aleshores els magmes es refreden
i se solidifiquen sense que s’arribi a originar cap erupció.
També pot passar, però, que la massa rocosa que envolta la
cambra magmàtica presenti fissures, i que alguna arribi fins
a la superfície. Llavors la fissura actua com una xemeneia
volcànica; és a dir, com un conducte que permet la sortida
dels magmes propulsats des de la cambra. El forat de sortida a
l’exterior s’anomena boca eruptiva.
Sovint una part del magma se solidifica i s’acumula al voltant
de la boca eruptiva i crea un edifici volcànic. Si l’edifici
té una forma més o menys cònica rep el nom de con, tot i que
no sempre és així. En el cim de l’edifici, o a prop, les explosions
que es produeixen durant l’erupció obren una depressió
en forma d’embut que es coneix com a cràter i que conté la
boca eruptiva. En els volcans que mantenen activitat des de
molt antic poden formar-se edificis descomunals. De vegades
alguna ramificació lateral de la xemeneia també pot expulsar
magmes a l’exterior i formar cons adventicis.
4. És el mateix una cambra magmàtica que un volcà? I un con volcànic? Raona les teves respostes.
193

194
10.4. Gasos, laves i piroclastos
Laves cordades en una colada pahoehoe (La
Restinga, El Hierro)
Laves
Colada de lava en blocs (Tenerife)
Gasos
Els magmes experimenten una forta davallada de pressió quan pugen
per les xemeneies. Això provoca que els seus components més
volàtils se’n separin ràpidament. L’erupció comença, doncs, amb la
sortida de gasos volcànics, que es mantindrà fins al final.
Entre aquests gasos predomina l’aigua (H 2O), i també hi ha àcid
clorhídric (HCl), diòxid de carboni (CO 2), diòxid de sofre (SO 2),
àcid sulfhídric (H 2S), sofre (S), nitrogen (N 2) i altres.
Emissió de gasos volcànics (volcà Etna)
Al cap d’un temps d’iniciar-se la sortida de gasos apareixen els materials rocosos
fosos, que es coneixen amb el nom de laves. És freqüent, durant les
erupcions, que les laves que emet el volcà adoptin forma de rius incandescents
anomenats colades. Les característiques d’aquestes colades depenen força
dels magmes que les originen.
Així, si el magma és bàsic, les colades són molt fluïdes i poden allunyarse
molt del cràter. Aquest tipus de colades es coneix amb el nom hawaià de
pahoehoe. En solidificar-se superficialment durant el recorregut, poden recargolar-se
i adoptar formes cordades molt característiques. En cas que el magma
sigui una mica menys bàsic, les colades són més viscoses i es van trencant
a mesura que es refreden: són les colades aa, d’aspecte rugós i fragmentari.
La resta de magmes (intermedis i àcids) ja té un grau de viscositat que dificulta
la fluïdesa. Per aquest motiu, les colades sempre es trenquen en solidificar-se
mentre avancen lentament, i donen lloc a grans acumulacions de laves
en blocs.

Piroclastos
És freqüent observar com la retracció que es
produeix en les masses de lava que es refreden
en repòs origina disjuncions columnars
prismàtiques, de vegades sorprenents per la seva
perfecció i espectacularitat.
Disjunció columnar hexagonal en la colada basàltica
anomenada Giant’s Causeway, a Irlanda.
La sortida simultània de gasos i lava fa que es produeixin explosions de diversa intensitat
durant les erupcions. Poc o molt, aquestes explosions projecten materials rocosos
pels voltants de la boca eruptiva, que poden ser bocins de lava que s’ha refredat abans
de caure al terra, o bé fragments de roques ja solidificades. Aquests materials es coneixen
amb el nom conjunt de piroclastos i podem establir-ne tres tipus segons la seva
mida:
• Les cendres són els piroclastos més petits (menys de 2 mm de diàmetre). Es formen
en grans quantitats a partir de la lava polvoritzada i són les responsables de l’aparició
de columnes de fum fosc durant les erupcions. Les cendres més fines també s’anomenen
pols volcànica; sovint poden enlairar-se molts quilòmetres en l’atmosfera,
flotar-hi molt de temps i caure força lluny del lloc d’emissió.
• El lapil·li està constituït pels piroclastos de mida compresa entre 2 i 25 mm.
S’acumula en grans quantitats al voltant de les boques eruptives i contribueix de manera
destacada en la formació dels edificis volcànics.
Acumulació de cendres volcàniques (Auvèrnia). Explotació de lapil·li, ara aturada, en el con del Croscat, a la
Garrotxa.
195

196
Capes
de lava
Erupció hawaina (Manua Loa, Hawai)
• Les bombes i els blocs són els fragments més grans. Si se solidifiquen en l’aire solen
tenir forma de fus o bé d’esfera i s’anomenen bombes. En canvi, si ja surten
solidificats tenen formes diferents i aleshores s’anomenen blocs. Les bombes més
grans solen caure a terra solidificades només per fora, i quan hi topen es deformen i
s’esquerden. Així adquireixen un aspecte de crosta de pa força típic.
Amb el pas del temps, les acumulacions de piroclastos experimenten processos de
diagènesi, talment com si fossin sediments, de manera que originen masses de roques
volcàniques d’aspecte sedimentari: són les bretxes i toves volcàniques.
Bomba volcànica amb una superfície típica
en crosta de pa (Tenerife)
Els tipus d’erupcions
Tova volcànica (cap de Gata, Almeria)
No tots els volcans presenten edificis similars ni desenvolupen
les erupcions de la mateixa manera. De fet podem dir que
no hi ha dues erupcions idèntiques, ni, fins i tot, en un mateix
volcà: és freqüent que les primeres erupcions d’un volcà siguin
de tipus àcid, les posteriors de tipus intermedi i, per fi,
es presentin etapes eruptives bàsiques.
Les causes d’aquesta diversitat són complexes, i tenen a
veure principalment amb les característiques de les cambres
magmàtiques (dimensió, fondària, estructura), amb el tipus
de magma que contenen i amb la manera com, al llarg del
temps, evolucionen químicament i físicament aquests magmes.
Tanmateix podem considerar dos models eruptius extrems:
• Erupcions hawaianes: es produeixen a partir de magmes
bàsics que, com hem vist, originen laves molt fluïdes. Les
colades prenen molta velocitat (fins a 20 km/h) i es poden
allunyar molt del cràter. Si les erupcions sols provenen d’una
boca eruptiva arrodonida (erupcions puntuals), les extenses
capes de lava se superposen i edifiquen cons volcànics
molt amples i de pendent suau anomenats escuts.

Dom és una paraula originària de
l’alemany, que significa ‘cúpula’.
Com que és evident la semblança
entre aquesta part d’una esglèsia
i els edificis peleans, la paraula ha
estat adoptada per designar-los.
Cúmul
de lava
Les erupcions peleanes poden emetre
núvols ardents molt perillosos. El
8 de maig de 1902, un núvol ardent
procedent del volcà Mont Pelé, a l’illa
caribenya de la Martinica, va arrasar
la ciutat de St. Pierre. Dels 26 000
habitants només va sobreviure L. A.
Ciparis, un perillós delinqüent que
en aquell moment estava tancat en
un calabós subterrani.
Sovint, però, aquestes erupcions se situen damunt llargues esquerdes de la litosfera
(els rifts), de manera que presenten diverses boques eruptives arrenglerades
(erupcions fissurals). Aleshores les colades se superposen en grans extensions i
creen enormes plataformes volcàniques.
Les erupcions hawaianes produeixen pocs piroclastos i de petites dimensions, ja
que la poca viscositat dels magmes bàsics afavoreix una fuita de gasos sense grans
explosions.
• Erupcions peleanes: tenen lloc a partir magmes àcids, que produeixen laves molt
viscoses que surten amb molta dificultat per les xemeneies. Damunt la boca eruptiva,
més que no pas un con, es forma un amuntegament compacte de lava, de forma
arrodonida, que es coneix com a dom.
Sovint l’edifici arriba a obstruir la boca eruptiva i provoca un gran augment de
pressió sota terra. Quan això succeeix, el volcà pot obrir una nova boca eruptiva
sobtadament i deixar anar un núvol ardent de gasos i cendres, que sepulta i crema
tot allò que troba al seu camí. Altres vegades, pot passar que l’augment de pressió
sigui de tanta magnitud que provoqui una enorme explosió, amb forts
terratrèmols i, si té lloc a prop del mar, que origini tsunamis (‘onades gegants’) associats.
Núvol
ardent
Piroclastos
Capes
de lava
Erupció peleana i dom d’un antic volcà peleà (Auvèrnia) Erupció estromboliana (illes Lipari, Itàlia)
Entre aquests dos models eruptius, però, podem trobar moltes variacions intermèdies.
Això és degut, entre altres factors, al fet que hi ha moltes variables influents en
la dinàmica de les erupcions.
• Així, els volcans estrombolians alternen erupcions de laves molt fluïdes amb
erupcions de laves una mica més viscoses, que originen explosions moderades i
amb força piroclastos. Per això, aquests volcans edifiquen cons de bastant alçada
i relativament poc amples, que estan fets de capes de piroclastos superposades
amb intercalacions de colades.
197

Capes de lava
i piroclasts
Les calderes volcàniques
• També són mixtos, quant als tipus d’erupcions que experimenten
al llarg del temps, els anomenats estratovolcans.
Aquests volcans, a diferència dels estrombolians, inclouen
en la seva dinàmica erupcions de laves viscoses, fins i tot tan
viscoses com les de les erupcions peleanes. La diversitat de
les erupcions dels estratovolcans afavoreix el creixement
de cons força drets i de grans dimensions, a base de capes
gruixudes de lava i piroclastos superposades. Bona part dels
cons volcànics més grans i bonics s’han format així (l’Etna,
el Vesuvi, el Teide, el Shishaldin...).
Val a dir, però, que els estratovolcans comporten també
una elevada perillositat, ja que les xemeneies dels seus grans
cons s’obturen amb certa facilitat, cosa que afavoreix l’escapament
de núvols ardents o, fins i tot, les explosions de gran
intensitat.
La muntanya sagrada del Japó és el bellíssim con d’un estratovolcà
que s’enlaira 3 776 m per damunt del nivell del mar: el
Fuji-Yama.
Les calderes volcàniques són grans depressions més o
menys circulars limitades per escarps força notables
que poden aparèixer associades als volcans, en especial
si es tracta d’estratovolcans. Usualment es formen
a causa del buidament d’una cambra magmàtica situada
a prop de la superfície, el sostre de la qual no ha pogut
suportar el pes de l’edifici que la seva pròpia lava
hi ha format al damunt. En aquest procés també intervenen
les violentes explosions de les erupcions, que
esquerden cada vegada més el sostre de la cambra, fins
a tornar-lo del tot inestable.
Les illes Canàries, com moltres altres regions volcàniques
de la Terra, compten amb dos magnífics exemples
de calderes volcàniques: la caldera de Taburiente, a
l’illa de La Palma, i Las Cañadas del Teide, a Tenerife.
La caldera volcànica de Las Cañadas, amb prop de 17 km de diàmetre major, és una de les més impressionants que es coneixen.
L’ actual Teide n’ocupa bona part del flanc septentrional.
198
perfil actual
Teide
(3718 m)
0 1 2 3 4 5 km
N S
perfil edifici Cañadas caldera d’enfonsament zona erosionada

a c t i v i t a t s
5. És probable que hi hagi erupcions peleanes a
Islàndia? Per què?
10.5. L’extinció d’un volcà
Com la resta de volcans de la Garrotxa, el volcà de Santa
Margarida està extingit.
Es parla de volcans adormits per referir-se a volcans que
no han fet erupció en temps recents en la nostra memòria.
Pot tractar-se, però, de volcans ben actius; el Saint Helens,
als Estats Units, el 1980 va fer una de les erupcions més
violentes que es coneixen, després d’haver estat sense activitat
durant 123 anys.
6. Busca en un atles una illa italiana que hagi donat
nom a un dels tipus d’erupció que hem estudiat.
Els volcans tenen una vida limitada en la història de la Terra.
N’hi ha que fa tants anys que no entren en erupció que fins i
tot es fa difícil d’identificar-ne l’edifici.
Podem imaginar fàcilment que després de diverses erupcions
la cambra magmàtica d’un volcà es pot quedar sense
pressió suficient per fer sortir magmes. Quan això succeeix
els magmes van perdent temperatura, fins que se solidifiquen
i s’integren com a roques en la litosfera. En altres casos, el refredament
de la lava en la xemeneia crea un tap prou consistent
i, malgrat la seva pressió, el magma no pot sortir. El
resultat és el mateix: la cambra es refreda i se solidifica.
Com podem saber, però, que un volcà no tornarà a entrar
en erupció mai més? Com que no tenim recursos tècnics que
ens permetin endinsar-nos en una cambra magmàtica, cal acceptar
com a criteri un fet comprovat científicament: en un
mateix volcà, mai no hi ha hagut dues erupcions consecutives
que hagin estat separades per més de 10 000 anys. Així doncs,
hom considera un volcà extingit quan fa més de 10 000 anys
que no entra en erupció. Per sota d’aquest interval de temps,
cal considerar que el volcà encara està actiu.
El vulcanisme atenuat
En les zones amb volcans, tant actius com extingits, a més
dels edificis eruptius hi abunden altres fenòmens relacionats
amb les cambres magmàtiques, per bé que de forma indirecta.
Aquests fenòmens es coneixen com a formes de vulcanisme
atenuat, i els més corrents són els següents:
• Fonts termals: són brolladors d’aigua calenta. L’aigua que
surt d’aquestes fonts ha passat, durant el recorregut subterrani
que fa, per zones on les roques són escalfades per
alguna cambra magmàtica que encara no s’ha refredat del
tot. De fet, les fonts termals poden perdurar molt de temps
després de l’extinció dels volcans. En la toponímia de
Catalunya emprem sovint la paraula Caldes per referir-nos
als llocs on hi ha aquests brolladors.
Font termal (Islàndia)
199

D’algunes fonts, siguin termals o no, pot rajar
aigua amb gasos sulfurosos incorporats, de
manera que l’aigua fa olor d’ous podrits.
Aquestes fonts sovint es coneixen a casa
nostra com a pudes. A Sant Joan de les
Abadesses i a Olesa de Montserrat hi ha
dues pudes ben conegudes.
a c t i v i t a t s
200
Camp de fumaroles (Islàndia)
• Guèisers: són surgències explosives i intermitents
d’aigua calenta i vapor. Sempre es troben
en zones volcàniques actives, de manera que
l’aigua passa més a prop dels magmes que en
el cas de les fonts termals, i s’escalfa fins a
bullir. A més, la via subterrània que segueix
l’aigua té forma de sifó, cosa que provoca la
formació de bombolles de vapor d’aigua a
pressió en la part corba del sifó. Quan una
bombolla es fa prou gran, s’escapa sobtadament
del sifó i provoca la sortida explosiva de
tota l’aigua que hi havia per damunt.
Guèiser (Islàndia)
• Fumaroles: són emanacions de gasos, més o
menys calents, que surten per petites fissures
del sòl o de les roques. Poden ser de vapor
d’aigua subterrània que s’ha escalfat fins a bullir
en apropar-se a magmes poc profunds, o
bé de gasos escapats directament de magmes.
En aquest darrer cas, si els gasos són sulfurosos,
s’anomenen solfatares i, a més de fer una
olor pudent característica, poden cristal·litzar
sofre al voltant de les boques d’emissió.
Emanacions sulfuroses procedents del volcà
Kawa Idjen, illa de Java (Indonèsia)
7. Fes una llista de noms de poblacions catalanes formats per la paraula Caldes. Si cal, ajuda’t d’una enciclopèdia.

10.6. La litosfera es trenca: terratrèmols
Ones
sísmiques
Falla
Epicentre
Hipocentre
Parts i moviments implicats en un terratrèmol
a c t i v i t a t s
Els terratrèmols, també anomenats sismes o moviments sísmics, són vibracions sobtades
de la superfície terrestre que es transmeten a gran velocitat. La majoria dels
terratrèmols són imperceptibles pels sentits humans, però alguns poden ésser tan violents
que, a més de destrossar habitatges i tota mena d’infraestructures, arriben a deformar
el terreny i a obrir-hi llargues esquerdes.
Què provoca els terratrèmols?
Com succeeix en els volcans, cal buscar les causes principals dels terratrèmols en
l’energia que aporten cap a la litosfera els corrents de convecció. Ara, però, no és
energia calorífica, sinó l’energia mecànica que aquests corrents transmeten quan
freguen la litosfera per sota.
Les forces de fregament comprimeixen o estiren les masses rocoses, de manera imperceptible
i continuada, durant dècades o segles. Quan les roques no resisteixen més,
es fracturen bruscament per un punt dèbil i alliberen tota l’energia acumulada. Les vibracions
originades pel trencament es propaguen en totes direccions en forma d’ones
sísmiques i causen el terratrèmol en arribar a la superfície. Anomenem hipocentre o
focus sísmic, el punt profund on s’ha produït el trencament, mentre que l’àrea epicentral
o epicentre, és la zona de la superfície situada en vertical damunt l’hipocentre;
el lloc, per tant, on es noten més els efectes del terratrèmol.
Esquerda superficial
Els terratrèmols solen venir precedits d’un seguit
de fenòmens premonitoris que, amb desigual acceptació
científica, poden resultar més o menys útils en
la difícil tasca de predir-los. El més usual d’aquests
símptomes és la producció d’un eixam de petits moviments
precursors, associats a una microfracturació
de les roques i a una lleu elevació del sòl en la
zona inestable. De vegades també es pot observar
un ascens del nivell de les aigües subterrànies i una
emissió de gas radó superior a la normal en els pous
de la mateixa zona. També s’ha detectat un increment
de comportaments anòmals en alguns animals
abans dels terratrèmols (vegeu l’activitat final de la
unitat).
D’altra banda, la vibració principal d’un terratrèmol
sol anar seguida de centenars de rèpliques, unes vibracions menys intenses
(tot i que no sempre menystenibles) que poden detectar-se, fins i tot,
durant alguns mesos, i que suposen el restabliment de l’equilibri litosfèric.
8. Explica què tenen en comú i en què es diferencien els terratrèmols i els volcans pel que fa a l’energia que els origina.
201

202
10.7. Mesura i enregistrament
Escala de Mercalli
Grau Qualificació Efectes en poblacions
I Instrumental Només els detecten els sismògrafs.
II Molt dèbil Algunes persones poden notar el
moviment en els pisos més alts de
les cases.
III Lleuger Es percep lleument dins les cases.
Vibren lleument objectes penjats.
IV Moderat Vibra la vaixella i cruixen els sostres,
les finestres i les portes.
V Poc fort Cruixit de mobles. Les portes i finestres
s’obren i es tanquen totes
soles. Dringadissa de les campanes.
VI Fort Cau el guix de les parets. La gent
que dorm es desperta. Es trenquen
vidres.
VII Molt fort Pànic general. Cauen xemeneies
en mal estat. Es fa difícil mantenir-se
dret.
VIII Destructiu Cauen totes les xemeneies i s’esquerden
les cases. Es trenquen
branques d’arbres.
IX Ruïnós S’esfondren totalment o parcialment
algunes cases.
X Desastrós Esquerdes als carrers. Trencadissa
de canonades subterrànies.
XI Molt desastrós Destrucció de totes les construccions
de pedra. Es torcen molt els
rails.
XII Catastròfic Destrucció total de totes les obres
humanes. Alteració del relleu.
L’escala de Mercalli mesura els efectes dels terratrèmols en les
poblacions
Dibuix esquemàtic d’un sismògraf
En els estudis dels terratrèmols és fonamental poder avaluar
la manera com s’han produït i obtenir-ne dades que permetin
fer comparacions. Es per això que s’han dissenyat diversos
mètodes per mesurar-los i per enregistrar-los.
Mesura
Els dos criteris de mesura més difosos són l’escala oberta de
Richter i l’escala de Mercalli.
• L’escala oberta de Richter es va idear l’any 1935 i serveix
per establir la magnitud dels terratrèmols; és a dir, l’energia
que s’allibera mentre dura el fenomen. Es diu que és
oberta perquè no té uns valors mínims ni màxims preestablerts,
i es fonamenta en càlculs objectius força complexos.
Ens en podem fer una idea si considerem que la bomba atòmica
d’Hiroshima va alliberar l’energia que dóna un valor
de 5,7 graus en aquesta escala, i que el terratrèmol més fort
que s’ha pogut estudiar mai –Anchorage (Alaska), 1964– va
donar un valor de 8,9 graus.
• L’escala de Mercalli és més subjectiva, ja que mesura la intensitat
dels terratrèmols; és a dir, els efectes que produeix
sobre la població. Data del 1902 i té dotze graus, com veiem
a la taula. L’any 1964 es va concretar una modificació de
l’escala de Mercalli coneguda com a sistema MSK, que ha
estat adoptada oficialment per molts estats europeus.
Enregistrament
Els terratrèmols s’enregistren amb uns aparells anomenats
sismògrafs, els quals dibuixen unes línies, anomenades sismogrames,
a partir dels moviments que les ones sísmiques
provoquen en arribar a la superfície.
Els sismògrafs són, evidentment, aparells de gran precisió. N’hi ha molts models,
però tots funcionen de manera similar: es tracta de penjar d’un suport, mitjançant una
molla, una massa metàl·lica de molt pes. Aquesta massa té una agulla amb tinta o un
emissor de llum. El mateix suport aguanta un rodet giratori amb paper d’escriure o
fotogràfic que contacta amb l’agulla. Quan es produeix un terratrèmol el suport i el
rodet vibren conjuntament, excepte la massa, a causa del seu pes. Això fa que es
dibuixi una línia en ziga-zaga en el paper que, en definitiva, serà l’enregistrament o
sismograma.
Els sismogrames de vegades són difícils d’interpretar, a causa dels desviaments
que les ones sísmiques pateixen en el seu recorregut per l’interior de la Terra, en trobar-se
amb les diverses discontinuïtats. Quan l’enregistrament es produeix a una
distància favorable, el sismograma presenta tres trens d’ones (vegeu figura): les ones
primàries de compressió (ones P), les ones secundàries de distorsió (ones S) i
les ones superficials, (ones R i L). Aquestes darreres, que es propaguen més o menys

Sismograma
ones P
a c t i v i t a t s
juntes, són les causants del efectes més perceptibles dels terratrèmols en l’àrea epicentral:
les ones R (Rayleigh) fan descriure òrbites el·líptiques a les partícules rocoses,
mentre que les ones L (Love) les mouen en un vaivé horitzontal.
ones S
ones superficials (L + R)
Actualment hi ha una extensa xarxa de sismògrafs per tota la Terra. L’estudi comparatiu
de tots els sismogrames obtinguts d’un mateix terratrèmol permet ubicar-ne
l’hipocentre i avaluar-ne la magnitud. A més, l’anàlisi dels sismogrames ha permès
deduir aspectes importantíssims de les zones internes del nostre planeta, tal com hem
vist en la unitat anterior, i ha esdevingut un recurs de gran vàlua en la predicció dels
terratrèmols.
9. Digues quins graus de l’escala de Mercalli tindrien els terratrèmols que produïssin, com a efectes màxims, els efectes
següents:
a) Un escapament de gas incendia una casa nova. c) Un petit quadre es despenja de la paret.
b) Tota la gent surt cridant, espaordida, al carrer. d) Ningú no nota res de particular.
10.8. Els volcans i terratrèmols al món
3
1
Divisió de la península Ibèrica en tres
zones atenent a la freqüència en què
s’hi produeixen els terratrèmols. La zona
1 és la de major freqüència, la
zona 2 té una freqüència intermèdia i
la zona 3 és la de menor freqüència.
2
i a Catalunya
Es calcula que a la Terra hi ha 1342 volcans actius, dels quals uns 47 fan erupció aproximadament
un cop l’any. La major part són submarins. A les Filipines n’hi ha més de
90, als Andes 42, al Japó 33 i a Islàndia 30. Tots aquests volcans, i també els ja extingits,
estan distribuïts per àmplies regions del planeta que es coneixen amb el nom de
cinturons de foc.
En realitat, tal com hem vist en la unitat anterior, aquesta distribució dels volcans,
i també la dels terratrèmols, no és casual: es correspon majoritàriament amb la disposició
de les dorsals oceàniques, les fosses submarines i les grans serralades continentals;
és a dir, amb els límits entre les plaques litosfèriques.
Així, el cinturó de foc que passa entre Àfrica i Europa i que, a través del mar
Mediterrani, s’endinsa per Àsia fins arribar al Pacífic, correspon als límits entre les plaques
africana, euroasiàtica, iraniana, aràbiga i indoaustraliana. Aquí trobem, entre
molts altres, els grans volcans actius d’Itàlia, i també les notables zones volcàniques
extingides de Ciudad Real, el cap de Gata i Girona.
A la comarca gironina de la Garrotxa tingué lloc el darrer episodi volcànic de la
península Ibèrica. Es va iniciar fa uns 300 000 anys i va acabar fa prop d’11500 anys,
quan possiblement la zona ja era habitada pels éssers humans.
203

a c t i v i t a t s
204
Lleida
Tarragona
Barcelona
Girona
Menys de 2,5 Ritcher
Entre 2,5 i 3,5 Ritcher
Entre 3,5 i 4,5 Ritcher
Epicentres dels principals terratrèmols enregistrats a
Catalunya els darrers 13 anys
La major part de les erupcions de la Garrotxa va seguir el model
estrombolià i ens han deixat més de 40 edificis volcànics i algunes
colades de lava força extenses. El volcà de Santa Margarida,
el Croscat i el Roca Negra, entre d’altres, conserven prou bé els
seus cons, ara coberts per frondosos boscos. Un altre bosc molt
conegut, la Fageda de Jordà, ha ocupat la darrera colada del
Croscat.
Les zones del planeta més propenses a patir terratrèmols es distribueixen
clarament relacionades amb els cinturons de foc. És per
això que la península Ibèrica no està lliure del risc sísmic i, de fet,
hi ha tres zones on els terratrèmols no són un fet rar i que, fins i
tot, alguna vegada els han patit de valent (vegeu la figura a la pàgina
anterior).
La més important la formen Andalusia, Múrcia i Alacant, amb
gairebé la meitat dels enregistraments obtinguts des que es disposa
de sismògrafs. Després ve el vessant sud dels Pirineus i les
Serralades Catalanes i, en tercer lloc, les regions centrals de
Portugal. Els terratrèmols que es van produir a Guevéjar (Granada,
1884), a Lisboa (Portugal, 1755) i a la zona d’Olot (Girona, 1427-
1428), tots molt destructius, il·lustren prou bé la història i la situació
sísmica de la península Ibèrica.
Zones sísmiques i volcàniques (cinturons de foc) de la Terra, amb els principals volcans actius indicats
10. Hi ha cap relació entre la localització dels volcans extingits catalans i els volcans actius italians? Si n’hi ha, explica-la.
I amb els volcans d’Islàndia?

una mica
de tot
Plini el Vell no ho va poder explicar
Gaius Plinius Secundus (Como, ~24
dC-Stabia, 79 dC), conegut amb el nom
de Plini el Vell, va ser un escriptor naturalista
romà. D’ell ens ha arribat una
Naturalis historia, en la qual aportava
importants dades científiques als coneixements
de l’època.
L’any 79, assabentat que el Vesuvi
havia iniciat una erupció, anà a la zona
per prendre notes sobre el fenomen.
Però no ho va poder explicar. Una enorme
explosió el va sepultar sota les cendres,
juntament amb els 25000 habitants
de Pompeia, Herculà, Stabia i Oplontis,
les ciutats properes al volcà.
Al mateix temps, Plini el Jove, nebot
de Plini el Vell, s’aproximava en vaixell
a Stabia per trobar el seu oncle. El relat
que en va fer és impressionant:
«El núvol s’enlairava, no se sabia
ben bé d’on, vist de lluny, però després
es va saber que era el Vesuvi. Semblava
més un pi que cap altre arbre [...]. A estones
lluïa d’un blanc immaculat, a
estones semblava brut i ple de taques
[...]. Les cendres queien cada cop més
calentes i espesses a mesura que ens
apropàvem; queien també trossos de pedra
tosca, i pedres ennegrides [...].
Freqüents i violents terratrèmols sacsejaven
les cases, fent-les anar d’un lloc a
l’altre [...].»
En memòria de l’esperit investigador
i la precisió científica dels Plinis, anomenem
plinianes les erupcions explosives
d’extrema violència. El Vesuvi no
n’ha fet cap més d’aquest tipus, però
continua ben actiu.
Motlle en guix d’una de les víctimes de l’erupció del Vesuvi que va sepultar Pompeia.
La darrera gran erupció del Vesuvi tingué lloc l’any 1944. A la fotografia veiem la gran
erupció d’aquest volcà l’any 1872.
205

que provoca
206
calor
activitat
volcànica
fes
memòria
es manifesta en
formes de vulcanisme
atenuat
fumaroles
guèisers
fonts termals
L’interior
de la Terra
aporta
energia
a la
litosfera
cinturons
de foc
Amb l’ajut del mapa conceptual respon les qüestions següents:
1. A més de les erupcions volcàniques, quins altres
fenòmens ens mostren que a l’interior de la litosfera
hi pot haver força calor?
2. Què tenen en comú i en què es diferencien les escales
de Richter i de Mercalli?
en forma de
es distribueix pels es distribueix pels
erupcions
hawaianes
peleanes
altres
aporten
informació
s’enregistren
mitjançant
referent a
l’estructura, composició
i dinàmica internes de la Terra
sismògrafs
que provoquen
d’energia
alliberada
forces
activitat
sísmica
es manifesta en
terratrèmols
escales
es mesuren
amb dues
d’efectes
en la
població
Richter Mercalli
3. Creus que l’estudi de l’activitat sísmica i del vulcanisme
pot tenir cap interès científic? Per què?
4. Hi ha cap mena de relació, en la superfície terrestre,
entre volcans i terratrèmols? Si n’hi ha, exposa-la.

posa't
en marxa!
1. Cita dues causes que afavoreixin la transformació de
les masses rocoses en magmes.
2. Digues dues diferències entre els magmes àcids i els
magmes bàsics.
3. Quin tipus d’erupció volcànica no sol formar edificis
de forma cònica? Per què?
4. A la Garrotxa, els cons volcànics estan formats bàsicament
per capes de gredes i bombes volcàniques, i
presenten uns cràters força amples. També hi abunden
colades de laves bàsiques. Dóna una possible explicació
a aquests fets.
5. Com expliques el fet que molts blocs volcànics tinguin
espais buits en forma de bombolla?
6. El volcà Krakatau va fer la seva darrera gran erupció
el 1883. És possible una nova erupció després de més
de cent anys? Per què?
7. Què és un estratovolcà? Digues el nom de cinc volcans
d’aquesta mena.
8. Quin nom reben, en conjunt, els materials que queien
damunt el vaixell en què viatjava Plini el Jove?
9. Com explicaries els canvis de color en el núvol del
Vesuvi que ens relata Plini el Jove?
10. Per què a Catalunya no hi ha guèisers ni fumaroles i
en canvi sí que hi ha fonts termals?
11. Digues en quins dels estats següents és més probable
que s’hi produeixin erupcions volcàniques i en quins
ho és menys. Raona la teva resposta.
Paraguai, Itàlia, Kenya, Estats Units, Austràlia,
Espanya, Suècia, Senegal, Xile.
12. Explica què és l’àrea epicentral d’un terratrèmol. Què
hi succeeix?
13. Defineix de manera breu i concreta els termes següents:
rèplica, sismograma, sismògraf i cinturó
sísmic.
14. Què són les falles? A quins fenòmens naturals van associades?
15. Què és la magnitud d’un terratrèmol? Com es mesura?
16. Què són els terratrèmols instrumentals? Són gaire freqüents
a Catalunya?
17. Per què els observatoris sismològics no s’instal·len
mai al bell mig de les grans ciutats?
18. Quina relació tenen els corrents de convecció de l’astenosfera
amb els volcans i els terratrèmols?
207

distància a l’epicentre
208
àrea de
l’epicentre
20-50 km
70-100 km
150-200 km
> 250 km
peixos gat
altres peixos
2
1
1
2
1
1
3
Ara et toca a tu
1
1
1
1
1
1
1
3
Els animals i la predicció
dels terratrèmols
Arreu del món hi ha hagut des d’antic notícies més o menys ben enregistrades d’anomalies
en el comportament dels animals abans d’un moviment sísmic, de manera
que aquest fet ha esdevingut un camp seriós d’investigació, principalment a la Xina i
al Japó, pel que fa a la predicció dels terratrèmols.
La taula següent recull la distribució en el temps i en l’espai de comportaments
anòmals en animals enregistrats abans, i a distàncies diverses, de 36 terratrèmols molt
violents que han tingut lloc a Europa, Àsia, Nord-amèrica i Sud-amèrica.
2
1
1
Els nombres encerclats indiquen el nombre de comportaments anòmals enregistrats
1
1
granotes
tortugues
anguiles serps
1
1
1
1
1
1
1
temps d’antelació al terratrèmol
1-2 minuts 10-30 minuts 1-4 hores 6-12 hores 1 dia alguns dies
1
4
1
1
1
1
1
2
1
1
1
1
1
2
1
1
1
ocells marins rates
pollastres
altres ocells
3
1
1
1
1
1
1
1
ratolins
1
3
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
gossos
gats
1
1
1
1
2
1
1
3
algunes
setmanes
1
1
1
1
2
2
1
1
2
1
1
vaques
cavalls
cèrvols

Animal
cavalls
pollastres
gossos
peixos gat
altres peixos
en total
Evidentment, pot semblar difícil d’interpretar com a anòmal el comportament d’un
animal, encara més quan no sempre tothom coneix el comportament normal de l’animal
en qüestió. Però, en aquest sentit, és ben significatiu el que va succeir a la ciutat
de Tianjin, al sud-est de Pequin (la Xina), el matí del dia 18 de juliol de 1969,
al zoològic del Parc del Poble: els cignes defugien la proximitat de l’aigua, els iacs
no menjaven res, les serps no volien entrar dins dels seus caus i els tranquils i apacibles
pandes no paraven de cridar. Uns comportaments ben estranys, que van ser
comunicats pels cuidadors del zoo al servei de predicció de terratrèmols. Cap al
migdia, un terratrèmol de magnitud 7,4 va sacsejar la regió.
Procediment
Analitza la taula i extreu-ne freqüències o percentatges de comportaments anòmals de
cavalls, pollastres, gossos, peixos gat i altres peixos pel que fa a la distància a l’epicentre
i al temps d’antelació.
Nombre d’observacions
imme- minuts-
a l’àrea de 20 de 70 a gran
diates hores dies setmanes epicentral a 50 km a 100 km distància
Amb les teves dades completa aquesta altra taula i, després, redacta respostes a les
preguntes següents:
1. Quins dels animals et sembla que podrien ser un bon indicador de la posició
exacta de l’àrea epicentral d’un futur terratrèmol? Per què?
2. Quins animals indicarien posicions de l’àrea epicentral a un radi d’entre 20 i
50 km del lloc on tenen el comportament estrany? Aquests mateixos animals tindrien
alguna utilitat respecte del temps d’antelació? Per què?
3. Quina utilitat podrien tenir els cavalls? I els pollastres? Argumenta-ho.
4. Dels altres peixos (els que no són peixos gat), què en diries? Raona-ho.
5. Feu grups de tres i completeu la taula de càlculs amb altres dels animals observats.
Contrasteu amb els altres grups de treball i amb el professor o la professora
les noves conclusions.
6. Redacta un informe final sobre la utilitat que pot tenir l’estudi i l’observació del
comportament dels animals en la predicció dels terratrèmols.
209