El conjunt de processos sobre la generació, el moviment i la consolidació del magma és denominat activitat ígnia, i hom reserva el terme vulcanisme per als casos en què el magma té accés directe a la superfície, mentre que hom parla de plutonisme quan la consolidació té lloc en profunditat. La sortida del material fos es tradueix en la formació de corrents de lava, que constitueixen les colades, mentre que la fuita dels gasos que acompanyen l’erupció se sol manifestar amb explosions, esporàdiques però violentes, que provoquen la projecció de material fragmentari sòlid (piroclàstic). L’acumulació sobre la superfície del material làvic i piroclàstic dona lloc a la formació dels volcans.
El vulcanisme ha ocorregut pràcticament en tots els indrets de la superfície de la Terra. Això no obstant, en cada moment la distribució geogràfica és més aviat delimitada. Actualment, el vulcanisme es distribueix preferentment a les zones actives de la Terra, que coincideixen amb els cinturons sísmics, que a la vegada es corresponen amb les zones orogèniques i amb els rift. Dels 800 volcans considerats actius —bé perquè ho són actualment o perquè ho han estat en temps històrics—, més del 75% es localitzen al cinturó circumpacífic, mentre que la resta es distribueix entre el cinturó mediterraneoasiàtic, els rift africans i alguns punts de l’oceà Atlàntic, del Pacífic i de l’Índic. Cal tenir en compte que el vulcanisme submarí pot ésser el més important quant a volum, pel fet que hom només detecta una petita proporció dels volcans oceànics, que correspon a aquells que emergeixen per sobre el nivell de la mar.
Funcionament d’un volcà
Els coneixements actuals permeten d’afirmar que el vulcanisme té un origen profund, car els magmes procedeixen de la fusió parcial d’algunes zones del mantell, encara que abans d’accedir a la superfície solen acumular-se a unes profunditats d’uns 50 km, des d’on van sortint esporàdicament. Els volcans relacionats amb zones de subducció produeixen roques de composicions variades com basalt, andesita, dacita i riolita, amb predomini de l’andesita. Quan una placa oceànica se subdueix sota una placa continental la calor de fricció pot ésser important a l’hora de formar-se magma per fusió parcial de roques del mantell, el qual ascendeix lentament a través de l’escorça continental de la placa superior, des d’una profunditat de 100 a 200 km. Els sediments del fons marí, rics en aigua i CO2, que són arrossegats sota la placa continental poden fer disminuir la temperatura de fusió del magma. A més, com que la placa que se subdueix és més freda que les roques del mantell on penetra, queda contrarestada la calor de fricció. Els volcans se situen en aquesta placa, allunyats més o menys de la fossa tectònica que els originà.
Durant l’ascens del magma cap a la superfície poden passar dues coses que incrementen considerablement el seu contingut en sílice. D’una banda el magma pot sofrir un procés anomenat cristal·lització fraccionada: a mesura que cristal·litzen les olivines i els piroxens, el líquid residual queda progressivament empobrit en els elements d’aquests minerals (magnesi, ferro, calci), alhora que s’enriqueix en sílice. D’altra banda, els magmes basàltics són prou calents per fondre parcialment les roques de l’escorça continental que travessen; d’aquesta manera assimilen elements com silici, sodi i potassi. Aquest procés també pot tenir un paper important en produir l’àmplia variació de composicions que tenen les roques del vulcanisme produït en aquestes zones. L’alt contingut en gas que conté el magma, juntament amb la seva alta viscositat, fa que aquests volcans siguin de natura explosiva i bastant perillosos. A més, tota cristal·lització fraccionada tendeix a concentrar elements volàtils en el líquid residual. Aquestes fases fluides són més lleugeres que el magma i es concentren per sobre seu; en arribar a la pressió atmosfèrica produeixen les explosions violentes que caracteritzen aquests volcans. Hom troba aquest tipus de vulcanisme, per exemple, en els arcs d’illes del Japó, les Aleutianes, les Marianes, etc. i en els cinturons orogènics que envolten l’oceà Pacífic, com és el cas dels volcans de l’Amèrica Central i els dels Andes.
El vulcanisme relacionat amb límits de placa divergents se situa principalment a les dorsals centreoceàniques. Els volcans i també els terratrèmols tenen lloc quan l’estirament de les plaques (que és un moviment continu) supera la resistència de les roques superficials, les quals aleshores es fracturen (intermitentment) i originen esquerdes llargues i profundes paral·leles a la zona de separació. El magma que surt al llarg d’aquestes fractures és de composició basàltica, relativament poc viscós i amb un baix contingut en gasos. A Islàndia, que forma part de la dorsal Centreatlàntica, es produeixen aquest tipus d’erupcions. A les zones de rift continentals (separació de plaques amb escorça de tipus continental) els volcans són de caràcter explosiu i les roques que en resulten tenen una àmplia variació de composicions pel tipus d’escorça implicada en el procés —de manera anàloga al vulcanisme relacionat amb zones de subducció—. El Rift Valley, que és la prolongació continental de la dorsal de l’oceà Índic, a l’est del continent africà, té un vulcanisme d’aquest tipus. La major part de rifts a nivell del globus són submarins, i és molt probable que al llarg d’aquestes zones (a les crestes de les dorsals) hi hagi més volcans, però hom no ho ha pogut comprovar a causa de la seva gran inaccessibilitat. Malgrat això, hom ha detectat activitat hidrotermal al llarg de rifts submarins molt profunds.
Respcte al vulcanisme intraplaca, hom els interpreta com a originats per un punt calent. El millor exemple del vulcanisme intraplaca es troba a les illes Hawaii. Cap al nord-oest, al llarg d’aquest arxipèlag, cada illa és progressivament més vella, i hom creu que a mesura que s’allunya del punt calent l’illa deixa d’ésser activa. Assumint que un punt calent relativament fix en un lloc genera els volcans hawaians —punt situat actualment sota l’illa de Hawaii—, hom pot determinar que el desplaçament de la placa pacífica ha estat cap al nord-oest (durant uns 80 milions d’anys), a una velocitat d’uns 10 cm/any. A més, hi ha una continuació submarina d’aquesta cadena de volcans, també cap al NW. Hom no sap ben bé com un punt calent es pot mantenir fix durant milions d’anys, però una explicació seria que és alimentat per una ploma del mantell, causada per convecció molt lenta de material mantèl·lic altament viscós. El vulcanisme, en aquest cas, és de tipus efusiu (fisural), no gaire violent ni explosiu, on la lava, bastant fluida, construeix volcans de tipus escut. Les erupcions volcàniques són difícils de predir, ja que no segueixen períodes cíclics, però de vegades hom les pot preveure: quan van precedides de terratrèmols, normalment petits, i canvis en les emanacions de gasos, com ara variacions de temperatura i de composició química.
El vulcanisme als Països Catalans
Als Països Catalans, d’erupcions volcàniques n’hi ha hagudes sempre en finalitzar els paroxismes orogènics. Així, el plegament hercinià, que comportà l’aixecament dels Pirineus axials i del terç septentrional del Sistema Mediterrani Català, hagué d’anar acompanyat d’intenses erupcions que no han deixat rastre directe en el relleu actual, però que han empastat aquestes serralades de materials eruptius (granits i dics porfídics) i metamòrfics (llicorelles). Les restes que han arribat es relacionen amb el paroxisme alpí i són d’era terciària (del Miocè al Pliocè), bé que algunes erupcions han atès els temps històrics.
Podem distingir-hi quatre regions: primerament, la d’Olot, amb una quarantena de cràters ben conservats, cas únic a la península Ibèrica, que van de l’Oligocè al Quaternari mitjà (regió volcànica d’Olot); en segon lloc, la de les comarques veïnes: a la Selva el banyó d’Hostalric, els afloraments basàltics de Blanes i de Tordera (ja dins el Maresme), els petits afloraments, recoberts en part per dipòsits pliocènics, de Vidreres, Maçanet i Caldes de Malavella, i les fonts picants de Caldes mateix, Amer i l’Empordà, les erupcions com a més recents del Miocè (restes d’un volcà a Albons i afloraments a Cadaqués, Sant Martí Vell, Corçà, Parlavà i Rupià, laves a Garrigàs i a Vilamacolum, i deus picants a Santa Cristina d’Aro; al Gironès un estol de deus vora Girona, Madremanya, Celrà, Llagostera, etc.; en tercer lloc, la pretesa regió volcànica del S de l’Ebre, que, mentre no es confirmin els afloraments de Tortosa i de Calp (Marina Baixa), resta reduïda al magnífic banyó basàltic de Cofrents, coronat per un castell; i, finalment, el vulcanisme submarí proper al talús de la plataforma continental: la seva manifestació evident són els Columbrets; n’han aparegut nous indicis en els sondeigs petroliers anomenats Amposta i Castelló de la Plana, alguns dels quals han estat abandonats precipitadament perquè hom sospita la presència, per les temperatures, de volcans en formació. Les tres províncies volcàniques en què Parga Pondal dividí la península Ibèrica apareixen representades als Països Catalans: l’atlàntica, de roques sòdiques, pròpies de l’avantpaís tectònic o del seu sòcol, seria la d’Olot, almenys en part; la mediterrània, de roques potàssiques, intermèdia, correspondria als altres volcans de Catalunya i als Columbrets; i la pacífica, de roques calcoalcalines corresponents al geosinclinal de l’orogènia bètica, a la de Cofrents.