Volcà Piton de la Fournaise (illa de la Reunió, oceà Índic): vulcanisme modern originat en relictes del mantell terrestre.

Frederic Varela, Oriol Varela

 

Introducció

El volcà Piton de la Fournaise es troba a l’illa de la Reunió, situada en l’oceà Índic a l’est de Madagascar; administrativament l’illa pertany a França. Es tracta d’una illa volcànica geològicament similar a les illes de Hawaii i té una extensió de 2.512 km². (fotos 1 i 2)
Està formada per dos massissos volcànics: el Piton des Neiges (3.069 m.) situat al NW i format fa 2,1 Ma (milions d’anys), avui dia extingit, i el Piton de la Fournaise (2.631 m.) situat al SE, que es va formar fa uns 360.000 anys i que està actiu, havent entrat en erupció fins a cinc vegades l’any 2019. Aquest complex volcànic descansa sobre la plataforma oceànica situada a 4.000 m de profunditat. (foto 3)

El volcà

El Piton de la Fournaise és un volcà dels anomenats en escut. Són volcans de grans dimensions (el con d’aquest volcà mesura 30 km de diàmetre), formats a partir de les capes de successives erupcions. Actualment poden distingir-se dues calderes (el cràter Bory, de petites dimensions, i el gran cràter Dolomieu) de les tres formades en tres fases històriques diferents i que estan en relació amb una cambra magmàtica profunda. (foto 4) Les erupcions són de tipus efusiu i predomina el flux de lava fluida que suposa el 98% del material emès pel volcà. (fotos 5 i 6); la resta està formada per cendres, lapil·li i bombes volcàniques. (foto 7) No obstant això, en la seva història geològica ha tingut també erupcions explosives molt violentes de tipus freàtic i hidromagmàtic produïdes per la interacció del magma amb l’aigua subterrània continguda en l’edifici volcànic.

Edificis volcànics associats

Als voltants de l’estructura principal del volcà, poden observar-se diferents edificis volcànics de mida més reduïda però també molt interessants. (fotos 8 i 9)

Un d’aquests fenòmens geològics, que té relació amb les erupcions freatomagmàtiques citades anteriorment, és el cràter Commerson. És un cràter tipus maar, el més profund de la Reunió amb 265 m de fondària. Els cràters maar s’originen per una erupció provocada per l’aigua subterrània quan entra en contacte amb el magma. Solen ser erupcions explosives  i acostuma a quedar un llac en el fons del cràter, tot i que això no sempre passa com és aquest cas.  (foto 10)

Una altra estructura volcànica interessant és el petit con doble conegut com a Formica Léo. Va ser descrit per primera vegada l’any 1753, però la data de l’erupció en què es va formar és desconeguda. Es va denominar així perquè la seva forma recorda les construccions de les larves de la formiga lleó. Està format per lava escoriàcia oxidada, sobretot lapil·li i bombes volcàniques. La seva base està envoltada de colades de lava més recents, presentant algunes d’elles les denominades figures de compressió per la col·lisió amb el con preexistent durant el seu flux. (foto 11)

Petrologia

Les laves del Piton de la Fournaise són basalts alcalins rics en sodi i potassi. Les roques que poden identificar-se són basalt, picro-basalt, traquibasalt i tefrita-bassanita, i els principals minerals que contenen aquests basalts són olivina, piroxens, feldspat-plagiòclasi i en menor mesura magnetita i ilmenita. La textura, la variació en la composició mineral i els paràmetres físics sota els quals es va formar és el que donarà lloc a un tipus o un altre de roca ( fotos 12, 13 i 14). Una forma característica que adopta a vegades el basalt és la d’escòria. Consisteix en lava líquida que ha sofert un refredament molt ràpid sense formar microcristalls. En aquest cas, la lava adopta un aspecte esponjós amb petites cavitats internes degudes a bombolles de gas i a voltes un aspecte extern vitri, negre i brillant. (fotos 15 i 16)

Mineralogia

Cal destacar que s’han descrit una cinquantena de minerals amb interès col·leccionístic, molts d’ells del grup de les zeolites, com analcima, cabazita, levyna, mesolita, mordenita, thompsonita, yugawaralita, etc. (font: Mindat). Els voltants del municipi de Cilaos són especialment rics en troballes d’aquests minerals. Com a curiositat, dir que la mascareignita, una varietat d’òpal, deu el seu nom a l’arxipèlag de les Mascarenyes al qual pertany l’illa de la Reunió, on va ser descrit per primera vegada.

Geomorfologia

Les colades basàltiques poden presentar diversos aspectes. Les colades tipus aa (del hawaià ‘A’ā) o en gratons, són laves molt viscoses que avancen lentament, perdent gasos amb rapidesa i formant-se nombrosos porus i vesícules. Formen una espècie de nòduls irregulars, solts i rugosos, amb un gruix de diversos metres. (fotos 17 i 18)

Les colades tipus pahoehoe (en hawaià, “suau”), també dites laves cordades, presenten un aspecte semblant a cordes. Una vegada solidificades prenen un aspecte ondulat. Són laves molt fluides que avancen sota una escorça que es va solidificant i trencant alhora, formant també tubs de lava. (fotos 19, 20 i 21)

Els punts calents (hotspots) 

La majoria de volcans se situen en zones de dorsals oceàniques o en zones de subducció a la frontera de les plaques terrestres, però els volcans d’aquesta illa provenen d’un denominat “punt calent”, punts enmig de les plaques on el magma del mantell profund remunta en el que es diu una ploma del mantell cap a la superfície, donant lloc a una zona de fusió. Aquests punts calents associats a volcans s’han localitzat en alguns llocs del planeta i la composició d’aquesta lava s’ha vist que és diferent de la dels volcans situats en zones de subducció o dorsals oceàniques. (foto 22)

Estudiant la lava ejectada en el punt calent de la Reunió, s’ha vist que té unes característiques molt especials ja que prové d’una bossa del mantell primordial terrestre format fa uns 4.400 Ma (milions d’anys), és a dir en els primers 100 milions d’anys de la formació del planeta, i que ha quedat preservada en el seu estat original. L’illa marca la ubicació actual del punt calent del qual fa 66 Ma van emergir els basalts dels Traps del Dècan a l’Índia.

Durant el procés de formació de la Terra, les elevades temperatures van provocar una fusió extensa del planeta, fet que va donar lloc a la separació d’una capa més densa rica en ferro i elements pesants, que es va enfonsar cap al centre creant el nucli, i en una capa rica en silicats anomenada mantell que va quedar surant per damunt. Durant els milions d’anys següents de l’evolució de la Terra, porcions del nucli van pujar a la superfície i es van fondre de nou per efecte de la descompressió, tornant a enfonsar-se posteriorment cap a l’interior, de manera que el mantell es va anar homogeneïtzant en la seva composició al llarg de 4.500 Ma. Un fenomen similar s’observa encara en l’actualitat: porcions del mantell remunten a les dorsals mentre que l’escorça se submergeix en les zones de subducció.(foto 23)

No obstant això, aquesta mescla no ha estat homogènia i en alguns punts han quedat bosses de mantell antic sense barrejar. Analitzant la composició química i isotòpica de roques volcàniques de la Reunió, s’ha pogut determinar que es van originar en regions del mantell que van quedar aïllades de la resta en els primers 100-500 Ma de la història de la Terra i no van sofrir aquest efecte de barrejat, quedant com un relicte dels primers esdeveniments de fusió del planeta.

L’estudi d’aquests materials pot ajudar a esbrinar la composició i els processos geoquímics de la Terra primitiva així com a explicar anomalies en la propagació de les ones sísmiques en algunes zones del mantell, les anomenades regions denses que es troben en el límit entre el nucli i el mantell.

 

Nota dels autors: Aquest vol ser sobretot un treball de divulgació. Hem procurat ser molt precisos en l’ús dels termes vulcanològics, que a vegades són força complexos per als neòfits. És probable que alguns dels termes emprats no siguin els més acurats o siguin clarament erronis a ulls dels especialistes. Si és així, demanem disculpes i agrairem qualsevol rectificació.

Bibliografia

• Peters, B., Carlson, R., Day, J. et al. Hadean silicate differentiation preserved by anomalous ¹⁴²Nd/¹⁴⁴Nd ratios in the Réunion hotspot source. Nature 555, 89–93 (2018) doi:10.1038/nature25754.
• Mindat   https://www.mindat.org/loc-2007.html
• Institut de Physique du Globe de Paris. Observatoire volcanologique du Piton de la Fournaise. Université de Paris   http://www.ipgp.fr/fr/ovpf/piton-de-fournaise
• Le volcanisme actif du Piton de la Fournaise. Kit pédagogique sciences de la terre, La Réunion    http://www.alizesmontagnes.com/IMG/pdf/Fiches_Fournaise.pdf
• Le point chaud de l’ile de la Reunion. Cours Géologie de la France, Université Joseph Fourier, Grenoble.   https://vincentcheville.files.wordpress.com/2013/02/le-point-chaud-de-la-rc3a9union.pdf
• Dominique Sellier, « Une sélection de géomorphosites dans l’île de La Réunion en fonction de critères morphodynamiques », Physio-Géo, Volume 10 | -1, 105-133.  https://journals.openedition.org/physio-geo/4823
• Géologie de la Réunion. Laboratoire GéoSciences Réunion. Université de la Réunion.  https://geosciences.univ-reunion.fr/geologie-de-la-reunion

 

Imatges

Oriol Varela / Fotos i esquemes 1, 4, 22, 23 i 24: domini públic Creative Commons.