Algunes erupcions volcàniques poden ser molt violentes com per exemple la produïda el 1980 al Mont St. Helens a la zona sudoccidental de l’estat de Washington als Estats Units, on el cim de 2900 m. va perdre en l’explosió 400 metres d’alçada, i va expulsar un kilòmetre cúbic de cendra i roca. Hi ha un altre tipus de volcans que generen erupcions  relativament tranquil·les  com la del volcà Kilawea a Hawai que emet lava des de 1823 de forma quasi contínua.

Perquè uns volcans generen erupcions explosives i uns altres emissions tranquil·les de magma?. Hi ha una relació directa amb el magma, la seva composició, temperatura i quantitat de gasos dissolts.

• El Magma

El magma és una barreja de materials rocosos fosos (líquid), que pot contenir partícules sòlides en suspensió i gasos dissolts. Està format majoritàriament per silicats (SiO²) i segons el percentatge de sílice que contingui es classifica en:

• Bàsic, quan és inferior al 52%.
• Àcid, quan supera el 63%.
• Intermedi, quan el percentatge està entre el 52 i el 63%.

Les propietats del magma depenen de la roca origen de la que prové. Quan el magma abandona la zona de fusió i comença a ascendir estarà sotmès a un procés de refredament i descompressió que farà variar la seva composició química i les seves propietats físiques.

1.  Propietats químiques

La composició química del magma depèn del tipus de roca del que procedeix i la seva evolució fins sortir a l'exterior. El anàlisi de la composició de les roques volcàniques ens proporciona informació sobre el seu origen, atès que no podem analitzar el magma directament en el seu llocde formació en el Mantell.

Cada ambient geològic on es poden generar magmes (zona de subducció continental, zona de subducció oceànica, dorsal oceànica, rift intracontinentals, etc.) imposa unes característiques geoquímiques determinades , així podem parlar de diferents grups o sèries de roques ígnies.

Hem d'assenyalar que no hi ha una sèrie magmàtica exclusiva d'un ambient geològic i que en una mateixa àrea, podem trobar roques pertanyents a diferents sèries, encara que sempre hi ha un clar predomini d'una d'elles.

2. Propietats físiques

• Temperatura. Depèn de la temperatura inicial de fusió de la roca i del temps d'ascens cap a la superfície. La més elevada mesura en un volcà ha assolit 1170 º C, aproximadament, i la més baixa uns 400 º C (Ol Doinyo Lengai, Tanzània).
• Viscositat. És el paràmetre físic que controla el moviment d'un fluid i varia en funció de la composició química i la temperatura (per exemple: l'aigua és un fluid poc viscós i l'oli és un fluid viscós). En general, l'augment de temperatura disminueix la viscositat mentre que l'augment del
  contingut en sílice s'incrementa fortament la viscositat.
• Densitat. És un paràmetre definit com la massa per unitat de volum (per exemple, un quilogram de ferro i altre de palla pesen igual però el seu volum és diferent). La densitat d'un magma depèn de la seva composició química, però especialment del contingut en bombolles de gas que ho faria menys dens.

3. Evolució dels magmes

En els grans sistemes volcànics volums importants de magma poden quedar retinguts en l'escorça a profunditats de l'ordre de 4 a 6 Km formant cambres magmàtiques. En aquestes càmeres el magma es va refredant lentament, variant la seva composició, ja que alguns elements cristal·litzen i es dipositen en el fons de la càmera.

El magma original se li denomina magma primari o magma juvenil, quan aquest  s’enriqueix en  gas, augmenta la seva viscositat, disminueix la temperatura i s’enriqueix en SiO², parlarem de magmes evolucionats. Aquesta evolució pot comportar erupcions  cada vegada més violentes o explosives. Tot el procés es coneix com a evolució magmàtica i la vida d'un volcà es considera des que es produeixen les primeres erupcions i es formen les cambres magmàtiques, fins que s’esgoten  completant així un cicle magmàtic.

Altres fenòmens que poden ocórrer són la barreja de magmes i l'absorció dels minerals de la roca que l’envolta. Per exemple un magma pot portar molt de temps retingut en una cambra magmàtica i veure afectat per una nova injecció de magma jove provinent de les zones més profundes. Al mateix temps, intercanvia elements químics amb les roques de l'escorça que l'envolten.

• L’activitat eruptiva

L'erupció és el resultat de l'arribada del magma a la superfície del planeta. El magma pot arribar directament des de la zona de generació, situada a 7-10 km de profunditat, ascendint per fractures obertes durant fases distensives de l'escorça. Altres vegades ho fa després d'haver reposat en cambres magmàtiques, intervenint en l'inici de l'erupció diferents processos de desgasificació, mescles de magmes i de l'activitat tectònica.

L'activitat volcànica es classifica en funció del grau d'explosivitat i està controlada per la quantitat de gas present en el magma; a mesura que augmenta és major l'explosivitat resultant. El magma conté gasos dissolts amb una proporció en pes que pot arribar al 5%, en alguns casos pot incorporar aigua procedent del mar o d'aqüífers, que es tradueix en un increment del gas disponible. Els components principals del gas volcànic són: aigua (H²O, gairebé el 80% del total), diòxid de carboni (CO²), anhídrid sulfurós (SO²), i àcid sulfhídric (H²S), en menor proporció hidrogen (H²), clor (Cl), fluor (F), etc.

La classificació tradicional de l'activitat volcànica i els mecanismes que provoquen l'erupció estan actualment en procés de revisió després dels estudis realitzats en les últimes erupcions (Pinatubo 1991. Filipines; Unzen 1991. Japó; Illa de Montserrat 1997; Rebentador 2002. Equador, etc ...). L’any 1982,  Newhall i Self, el 1982, van establir  l'Índex d’Explosivitat Volcànica (VEI) de, en funció del volum de material emès i l'altura de la columna explosiva.

La descàrrega molt ràpida a l'atmosfera d'un gran volum de gas i gotes de magma a alta temperatura, dóna lloc a una columna eruptiva que aconsegueix grans altures. A mesura que ascendeix va refredant, fins arribar a una altura en la qual columna i atmosfera tenen la mateixa temperatura, moment en qual cessa l'ascens. A partir d'aquí, els materials són arrossegats pel vent i comencen a caure, primer els més grans i pesats, mentre que els més fins poden estar molt de temps a l'estratosfera. L'índex descriu també el grau d'injecció de cendres que l'erupció provoca a l'atmosfera i estratosfera.

ÍNDEX D’EXPLOSIVAT VOLCÁNICA (VEI)