Chi è Polifemo?

I vulcani Un vulcano è un’ apertura nella crosta terrestre da cui fuoriescono rocce incandescenti e fuse, insieme a frammenti solidi, polveri, ceneri e gas. 2 2

Il vulcano è alimentato dal magma di una camera magmatica, Possiede un condotto o camino vulcanico principale, terminante con un cratere centrale a cui possono aggiungersi camini secondari e crateri laterali o avventizi. Comunemente i materiali eruttati tendono da accumularsi attorno al centro di emissione, dando luogo ad un edificio vulcanico di forma e dimensioni variabili a seconda della dinamica eruttiva, del tipo e della quantità d materiali emessi. Il tutto, a sua volta, dipendente dal tipo di magma. 3

Il magma sotto un vulcano non si forma direttamente in situ (nella camera magmatica), ma più in profondità, nella zona tra crosta e mantello (astenosfera) grazie soprattutto al calore proveniente dal nucleo esterno e trasportato in alto per i moti convettivi del mantello. A quelle profondità, porzioni di roccia si fondono formando i diàpiri (specie di gocce rovesciate). Avendo densità minore della roccia circostante, essi tendono a risalire fermandosi in zone della crosta contenuti da rocce compatte (rocce incassanti), che in qualche modo ne bloccano l’ulteriore risalita. Nella stessa zona confluiscono vari diapiri che, nel tempo, costituiranno e alimenteranno la camera magmatica. 4

I meccanismi suddetti possono agire anche in concomitanza. Affinché il magma raggiunga la superficie terrestre si deve rompere la situazione di equilibrio creatasi tra il magma fermo nella camera magmatica e le rocce incassanti. Varie sono le cause della rottura di equilibrio: La risalita di nuovo magma (diapiri) aumenta la pressione interna che, vincendone la resistenza, riesce a provocare spaccatture nelle rocce incassanti. AAttraverso fessurazioni, nella camera possono giungere liquidi (acqua, acidi) che, vaporizzando, ne aumenteranno la pressione interna. I movimenti delle placche continentali, comprimendo o stirando le varie masse, possono provocare variazioni di pressione e/o lacerazioni delle rocce. I meccanismi suddetti possono agire anche in concomitanza. 5 5

Per dar luogo a un'eruzione il magma deve risalire dalla camera magmatica e raggiungere la superficie. Un possibile meccanismo che rimette il magma in movimento è la variazione di pressione che può essere determinata o da un aumento della pressione all'interno della camera magmatica o da una diminuzione di quella esterna, rappresentata dal peso delle rocce incassanti. La pressione all'interno della camera può aumentare per la formazione e la risalita di nuovo magma, quella esterna può diminuire per lo stiramento della crosta, fino alla lacerazione, causato dai movimenti che avvengono nella parte più esterna del globo terrestre.

I due meccanismi possono anche combinarsi I due meccanismi possono anche combinarsi. Ad esempio, una diminuzione di pressione esterna favorisce la liberazione di parte del gas disciolto nel magma. Il gas si separa dal liquido formando delle bolle che si muovono verso l'alto e premono contro il tetto della camera magmatica, aumentando la pressione interna. Il magma può anche essere spinto all'interno di fratture se il serbatoio viene compresso da movimenti delle rocce incassanti. In ogni caso, perché il magma raggiunga la superficie terrestre si deve rompere la situazione di equilibrio creatasi tra il liquido fermo nella camera magmatica e le rocce incassanti e in queste devono formarsi fratture lungo le quali il magma possa infiltrarsi. Tutte le ipotesi che si fanno sulla formazione e sulla risalita dei magmi nascono da osservazioni indirette (propagazione delle onde sismiche, anomalie gravimetriche, ecc.) essendo impossibile l'analisi diretta a quelle condizioni di profondità e di temperatura.

La cristallizzazione frazionata consiste nella cristallizzazione e separazione dei minerali all'interno dei corpi magmatici in raffreddamento. Questo processo avviene in genere in zone di stazionamento del magma (camera magmatica) dove questo si ferma per periodi più meno lunghi e subisce un raffreddamento con conseguente formazione di minerali e concentrazione della fase fluida nel liquido rimasto. La separazione dei minerali determina un cambiamento della composizione chimica dei liquidi residuali. Questi ultimi risultano impoveriti di quegli elementi che “preferiscono” entrare nei minerali di prima formazione, mentre si arricchiscono di quegli elementi che “preferiscono” restare nel liquido. La composizione del magma residuo diventa più sialica. La diminuzione di densità provocata dal fenomeno della cristallizzazione frazionata, produce un alleggerimento della massa fusa che può avere maggiore tendenza a risalire verso la superficie.

La composizione originaria del magma e le modifiche che questo subisce dal momento della formazione fino alla risalita nella crosta terrestre condizionano il modo in cui avviene la sua espulsione in superficie, cioè l’eruzione. La classificazione delle eruzioni non è semplice, a causa della peculiarità fenomeno eruttivo e il più delle volte è costituito da un succedersi di fasi con caratteristiche diverse. La differenza fondamentale si basa sulla violenza del fenomeno che permette di distinguere le eruzioni in effusive e esplosive. Uno dei fattori che determina lo stile di un’eruzione (effusiva o eruttiva) è il grado di dispersione della fase gassosa durante il processo di risalita. Infatti, il gas sviluppato durante la risalita può essere disperso in misura diversa nelle rocce incassanti e il grado di esplosività dell’eruzione è controllato dalla quantità di gas residuo nel magma. Questa quantità dipende principalmente dal tempo impiegato dal magma a risalire in superficie al di sopra della superficie di essoluzione. Un magma che percorre rapidamente il tratto dove è in grado di perdere volatili dà un’attività esplosiva più facilmente di un magma che risale lentamente. Le caratteristiche del processo sono a loro volta controllate dal tipo e dalla viscosità del magma. Avremo quindi eruzioni effusive tipiche dei vulcani con magmi basici ed eruzioni esplosive tipiche dei vulcani che eruttano magmi acidi.

Risalita del magma Il magma risale per contrasto di densità - Durante la risalita, la pressione diminuisce. - Al diminuire della pressione, quantità di componenti volatili via via minori possono rimanere disciolti nel magma. - I volatili formano una fase propria (bolle). - Le bolle hanno densità enormemente più bassa del magma e quindi tendono a risalire più velocemente del magma che le contiene. - Se la viscosità del magma è bassa (magma basaltico) le bolle possono fuoriuscire dal magma con facilità, per cui l'eruzione sarà relativamente tranquilla, non esplosiva. - Se la viscosità del magma è alta (magma andesitico o riolitico) e la quantità di gas disciolta è abbondante (magma andesitico) le bolle fuoriescono dal magma con difficoltà, per cui gonfiano fino al punto di esplodere, frammentando il liquido viscoso che le contiene, generando così una eruzione esplosiva. - Se la viscosità del magma è alta (magma andesitico o riolitico) e la quantità di gas disciolta è scarsa (magma riolitico) le bolle fuoriescono dal magma con difficoltà, ma sono troppo poco abbondanti per farlo esplodere, per cui ne risulta una eruzione non esplosiva.

L’ERUZIONE VULCANICA ESPLOSIVA: Magma poco fluido, acido, chiaro, meno denso, sialico Prodotti: gas e vapori, pomici, ceneri, bombe e detriti vari incandescenti (piroclasti). Le lave sono scarse. EFFUSIVA: Magma fluido, basico, denso, scuro, femico. Prodotti: fiumi di lava, vapori, gas e frammenti (piroclasti) scarsi. Le dimensioni, la forma e le caratteristiche chimico-strutturali del vulcano dipendono dalla sua attività che, a sua volta, dipende dal tipo di magma. 11

Vulcani a cono - stratovulcani Caratterizzati da un’attività di tipo esplosivo, sono costruiti da lave acide, chiare, povere di metalli, ricchi di silice. Il magma è molto viscoso, la risalita e lo scorrimento sul terreno sono lenti per cui la solidificazione avviene a distanze brevi e all’interno del camino si può formare una ostruzione (tappo). Alle emissioni laviche si alternano emissioni di piroclastiti, materiale solido che viene sparato fuori e che, alternandosi con le colate, forma gli strati dell'edificio. Eruzioni di questo tipo possono iniziare in modo molto violento, come quella del Vesuvio che seppellì Pompei o quella del Krakatoa in cui fu distrutto l’intero edificio vulcanico (tipo peleano), per poi proseguire in modo più tranquillo (tipo vulcaniano). Il vulcanismo di questo tipo è presente lungo il margine continentale delle fosse o dei sistemi arco-fossa, dove il magma proviene dalla crosta e le rocce sono di natura più esogena. Vesuvio

Vulcani a scudo L’attività effusiva, tranquilla caratterizza vulcani a scudo, rilievi moderati, molto estesi, con fianchi a pendenza dolce. La composizione è basaltica. La lava basaltica è fatta di silicati basici, scuri, ricchi di metalli per cui i tetraedri tendono a mantenersi isolati. Questo permette di garantire una buona fluidità che consente un agevole scorrimento della massa fusa sul terreno o sotto di esso, nei tubi di lava, fino ad arrivare a molti km di distanza senza consistente raffreddamento. I maggiori vulcani del pianeta sono vulcani a scudo. Il più grande vulcano a scudo del mondo si trova nelle Hawaii, il suo nome è Mauna Loa.

Classificazione generale in base alla attività specifica ERUZIONE ATTIVITA' MAGMA HAWAIANA EFFUSIVA FLUIDA STROMBOLIANA MISTA SEMIFLUIDA VULCANIANA VISCOSA PELEANA ESPLOSIVA MOLTO VISCOSA

Attività Hawaiiana La lava è fluida, basica, densa femica e ultrafemica. Esce da un cratere centrale espandendosi in tutte le direzioni. In corrispondenza del cratere, i gas che fuoriescono innalzano la lava creando suggestive fontane incandescenti. Si possono formare anche i cosiddetti laghi di lava 16

Attività Lineare (Islandese) Simile a quello Hawaiano, se ne differenzia per il fatto che le eruzioni avvengono attraverso lunghe fenditure (fissure) più che da crateri. Le colate, alimentate da magmi basici ed ultrabasici, tendono a formare degli altopiani basaltici (plateaux basaltici). Sono generalmente sottomarini, ma gli esempi più conosciuti si trovano in Islanda, come il Laki che, nel 1783, fu caratterizzato da una delle più famose eruzioni vulcaniche della storia europea.

Attività Stromboliana Deriva da magma di composizione intermedio-basica. La lava è abbastanza fluida e fuoriesce con eruzioni piuttosto tranquille. Ma, data la presenza comunque di una percentuale di magma più sialico, con intervalli più o meno regolari si formano fontane, getti di materiale solido e lava, che raggiungono centinaia di metri d'altezza, nonché lapilli, ceneri e bombe vulcaniche. Tale caratteristica è legata al ristagno della lava meno fluida nel cratere; si forma così una crosta solida che, sotto la pressione dei gas sottostanti, viene frantumata e scagliata all'esterno. 18

Attività Vesuviana (Sub-Pliniana) Attività Vulcaniana Il magma è prevalentemente acido, abbastanza viscoso e fuoriesce in modo violento con abbondanza di piroclastiti che originano - nella fase iniziale dell'eruzione una grande nuvola scura, Le lave sono più rare. Attività Vesuviana (Sub-Pliniana) E’ simile al vulcaniano, ma l'esplosione iniziale è tremendamente violenta tanto da svuotare gran parte della camera magmatica. Il magma risale dalle zone profonde ad alte velocità fino ad uscire dal cratere e dissolversi in minuscole goccioline. Si formano alte colonne di fumi, di forma simile al pino marittimo. 19

Esplosione del Krakatoa Attività Peleana Un'eruzione peleeana (che prende il nome dal vulcano La Pelée della Martinica) è caratterizzata dal fatto che il vulcano erutta non centralmente dal cratere ma lateralmente smembrando parte dell'edificio vulcanico. L’eventuale presenza di falda acquifera, posta sopra la camera magmatica, costituisce una sorta di pentola a pressione che, raggiunto il valore critico della roccia sovrastante, ne provoca la rottura con un’enorme esplosione che distrusse l’intera isola. Anak Krakatoa (figlio di Krakatoa) Esplosione del Krakatoa 21 21

St. Helens 1982 St. Helens 1964

Vulcani sottomarini Praticamente come quelli islandesi; sono semplici spaccature, ma della crosta oceanica, da cui fuoriescono magma basaltico e gas. Rappresentano i vulcani più diffusi sulla Terra ed hanno dato vita nel corso della storia geologica della Terra alle dorsali oceaniche e alle isole o arcipelaghi di origine vulcanica.

Soltanto a partire dagli anni '60 abbiamo cominciato a raccogliere informazioni riguardo l'aspetto, la morfologia e la geologia dei fondali marini e oceanici. Non si tratta di superfici piane e monotone, ma di ambienti molto vari e soprattutto molto dinamici, con discontinuità, irregolarità e una notevolissima attività vulcanica. Per quello che ci riguarda da vicino, non tutti sanno che il più grande edificio vulcanico esistente sul territorio italiano è stato scoperto nel 1995, il vulcano Marsili. Si trova nel Tirreno tra Palermo e Salerno. La sua sommità arriva a circa 300 metri sotto il livello del mare. E' attualmente monitorato strettamente perchè considerato ad elevato rischio.

PRODOTTI VULCANICI Da lave basaltico-andesitiche, contenenti una certa quantità di gas si ottengono per raffreddamento colate dall'aspetto scoriaceo (lave a blocchi). Sono molto comuni nei dintorni dell'Etna. Non ci si può camminare Lave aah

Da lave basaltiche molto fluide si ottengono queste colate caratterizzate da una superficie ondulata a festoni prodotta dalla trazione della lava sottostante, ancora fusa, sulla superficie esposta che si raffredda più velocemente. Sono dette anche lave a corda e sono tipiche delle isole Hawaii. Ci si può camminare Lave pahoehoe

Lave a pillow (cuscino) Da lave basaltiche effuse in ambiente marino si ottengono queste strutture per estrusione continua di lava dalla superficie consolidata di grandi gocce di fuso. Rappresentano un sicuro indizio di ambiente marino. Sono molto comuni anche nei distretti vulcanici dell'Italia meridionale.

NUBI ARDENTI Nuvole incandescenti di gas tossici e ceneri emessi violentemente da vulcani che manifestano attività esplosiva. Si tratta dei fenomeni di maggiore pericolosità, capaci di distruggere grandi porzioni di territorio e intere città. Possono trasportare anche fini goccioline di materiale fuso come in una grande emulsione che depositandosi assieme alle ceneri formano strati estesi di una roccia particolare detta ignimbrite (tufo rinsaldato).

Ercolano e altri centri dei dintorni del Vesuvio furono investiti da una nube ardente nel 79 d.C.

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Se guardiamo la distribuzione dei vulcani nel mondo, notiamo che questa segue un certo ordine. La maggior parte dei vulcani infatti si trova in corrispondenza di allineamenti ben definiti che corrispondono ai limiti tra le varie placche che formano la crosta (vedi teoria della tettonica delle placche). Alcuni invece si possono trovare lontani da questi margini attivi, come quelli dell'arcipelago delle Hawaii, che sono associate agli hot spots, fessurazioni della crosta attraverso le quali il magma risale direttamente dal mantello. In figura sotto la distribuzione dei vulcani nel mondo.