VULCANI Nico Castellani STRUTTURA E MODALITA' ERUTTIVE

Un vulcano è una struttura geologica complessa, che si genera all'interno della crosta terrestre per la risalita di una sostanza fusa (chiamata magma) formatasi al di sotto o all'interno della crosta terrestre. Un vulcano è formato da una struttura non visibile, interna alla crosta (comprendente camera magmatica, condotti magmatici,...) e una struttura visibile formata dal rilievo vulcanico (chiamato "edificio vulcanico" ). Più comunemente con il termine vulcano ci si riferisce solo alla parte esterna e visibile dell'apparato vulcanico ossia proprio al rilievo, più o meno conico, formato dall'accumulo di tutti quei materiali liquidi, solidi o gassosi, che sono stati emessi dai crateri durante le varie fasi eruttive del vulcano stesso. Le masse di rocce che formano un vulcano vengono chiamate rocce ignee, poiché derivano dal raffreddamento di un magma risalito dall'interno della Terra. La forma e l'altezza di un vulcano dipendono da vari fattori tra cui l'età del vulcano, il tipo di attività eruttiva, la tipologia di magma emesso e le caratteristiche della struttura vulcanica sottostante al rilievo vulcanico. In generale sono vulcani tutte le discontinuità nella crosta terrestre attraverso le quali, con manifestazioni varie, si fanno strada i prodotti dell'attività magmatica endogena: polveri, gas, vapori e materiali fusi solidi (vulcanismo). La fuoriuscita di materiale è detta eruzione e i materiali eruttati sono lava, cenere, lapilli, gas, scorie varie e vapore acqueo. Sulla superficie terrestre il 90% dei vulcani sono sottomarini (in gran parte situati lungo le dorsali medio oceaniche) mentre circa 1500 sono quelli oggi attivi sulle terre emerse.

Ciò che è comunemente chiamato vulcano, nella terminologia tecnica è definito edificio vulcanico o cono vulcanico, ma siccome il termine più usato è vulcano, l'edificio vulcanico molto spesso è chiamato così anche in geologia. I vulcani testimoniano l'esistenza, nelle zone profonde della litosfera, di masse fuse silicatiche naturali dette magmi. Un generico vulcano è formato da: ·Una camera magmatica o bacino magmatico, alimentata dal magma; quando questa si svuota in seguito ad un'eruzione, il vulcano può collassare e dar vita ad una caldera. Le camere magmatiche si trovano tra i 10 e i 50 km di profondità nella litosfera. ·Un camino o condotto vulcanico principale, luogo di transito del magma dalla camera magmatica verso la superficie. ·Un ··cratere sommitale, dove sgorga il condotto principale. ·Uno o più condotti secondari, i quali, sgorgando dai fianchi del vulcano o dalla stessa base, danno vita a dei coni secondari. ·Delle fessure laterali, fratture longitudinali sul fianco del vulcano, provocate dalla pressione del magma. Esse permettono la fuoriuscita di lava sotto forma di eruzione fessurale. Struttura di un vulcano

Classificazione dei vulcani I vulcani possono essere classificati in base al tipo di apparato vulcanico esterno o al tipo di attività eruttiva: entrambe queste caratteristiche sono strettamente legate alla composizione del magma e della camera magmatica (e quindi della lava che emettono). Tale classificazione è detta Classificazione Lacroix dal geologo francese Alfred Lacroix che per primo la ideò.

In base al tipo di apparato vulcanico interno Considerando il tipo di cono vulcanico si hanno 2 tipi di vulcani: ● Vulcani a scudo ● Vulcani a cono (o stratovulcani)

Vulcani a scudo Un vulcano a scudo presenta fianchi con pendenza moderata, ed è costruito dall'eruzione di lava basaltica fluida. La lava basaltica tende a costruire enormi coni a bassa pendenza, in quanto la sua scarsa viscosità le consente di scorrere agevolmente 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 nome viene dalla geometria degli stessi, che li fa assomigliare a scudi appoggiati al terreno. Il più grande vulcano a scudo del mondo si trova nelle Hawaii, il suo nome è Mauna Loa. È alto circa 4000 m s.l.m. ma la sua base è situata 5000 metri sotto il livello del mare, perciò la sua altezza effettiva è di 9000 metri, mentre il suo diametro alla base è di circa 250 km.

Vulcani a scudo

Vulcani a cono - Stratovulcani Troviamo un vulcano a cono quando le lave sono acide. In questi casi il magma è molto viscoso e trova difficoltà nel risalire, solidificando velocemente una volta fuori. 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 essere molto violente (come quella del Vesuvio che seppellì Pompei), poiché il magma tende ad ostruire il camino vulcanico creando un “tappo”; solo quando le pressioni interne sono sufficienti a superare l'ostruzione l'eruzione riprende (eruzione di tipo vulcaniano), ma nei casi estremi ci può essere un'esplosione che può arrivare a distruggere l'intero vulcano (eruzione di tipo peleèano). Il vulcanismo di questo tipo è presente lungo il margine continentale delle fosse o dei sistemi arco-fossa, dove il magma proviene dalla crosta, dove le rocce sono di composizione più esogena.

Vulcano a cono

In base al tipo di attività vulcanica A grandi linee distinguiamo vulcani rossi (vulcani caratterizzati da emissioni effusive in cui l'accumulo delle colate laviche dona all'edificio vulcanico un aspetto "marrone-rossastro") e vulcani grigi (vulcani con eruzioni di carattere esplosivo in cui l'accumulo di ceneri donano all'edificio vulcanico un aspetto grigio-nero).[senza fonte] Nello specifico, considerando il tipo e la potenza dell'attività eruttiva di un vulcano si hanno: ● Vulcani ad eruzione di tipo hawaiano ● Vulcani ad eruzione di tipo islandese ● Vulcani ad eruzione di tipo stromboliano ● Vulcani ad eruzione di tipo vulcaniano ● Vulcani ad eruzione di tipo vesuviano ● Vulcani ad eruzione di tipo pliniano e peleano (ultra-pliniano) ● Grandi caldere ("supervulcani")

Tipo hawaiano Le eruzioni non sono riconducibili alla tettonica, cioè non sono dovute a movimenti della placca quanto piuttosto a dei fenomeni che vedono il magma risalire dai pennacchi caldi fino ai punti caldi (hot spot); la sommità del vulcano è occupata da una grande depressione chiamata caldera, limitata da ripide pareti a causa del collasso del fondo. Altri collassi avvengono all'interno della caldera, creando una struttura a pozzo. La lava è molto basica e perciò molto fluida, essa produce edifici vulcanici dalla tipica forma a "scudo, con debolissime pendenze dei rilievi.

Tipo islandese Sono chiamati anche vulcani fissurali poiché le eruzioni avvengono attraverso lunghe fenditure e non da un cratere circolare. Le colate, alimentate da magmi basici ed ultrabasici, tendono a formare degli altopiani basaltici (platéaux basaltici). Al termine di un'eruzione fissurale (o lineare), la fessura eruttiva può sparire perché ricoperta dalla lava fuoriuscita e solidificata, fino a che non riappare alla successiva eruzione. Gli esempi più caratteristici si trovano in Islanda, da cui la particolare denominazione del tipo; un ottimo esempio di eruzione di vulcano islandese è quella del Laki del 1783, una delle più famose eruzioni vulcaniche della storia europea.

Tipo stromboliano Magmi basaltici molto viscosi danno luogo a un'attività duratura caratterizzata dalla emissione a intervalli regolari di fontane e brandelli di lava, che raggiungono centinaia di metri d'altezza, e dal lancio di lapilli e bombe vulcaniche. La ricaduta di questi prodotti crea coni di scorie dai fianchi abbastanza ripidi. Stromboli, l'isola-vulcano dalla quale prende il nome questo tipo di attività effusiva, è in attività da due millenni, tanto da essere nota, sin dai tempi delle prime civiltà, come il "faro del Mediterraneo".

Tipo vulcanico Dal nome dell'isola di Vulcano nell'arcipelago delle Eolie. Sono eruzioni esplosive nel corso delle quali vengono emesse bombe di lava e nuvole di gas cariche di ceneri. Le esplosioni possono produrre fratture, la rottura del cratere e l'apertura di bocche laterali.

Tipo vesuviano (o sub-pliniano) Dal nome del vulcano Vesuvio, è simile al tipo vulcaniano ma con la differenza che l'esplosione iniziale è tremendamente violenta tanto da svuotare gran parte della camera magmatica: il magma allora risale dalle zone profonde ad alte velocità fino ad uscire dal cratere e dissolversi in minuscole goccioline. Quando questo tipo di eruzione raggiunge il suo aspetto più violento viene chiamata eruzione pliniana (in onore di Plinio il Giovane che per primo ne descrisse lo svolgimento, nel 79 d.C.)

Tipo pliniano (e peleano) Le eruzioni sono prodotte da magma molto viscoso. Si formano frequentemente nubi ardenti, formate da gas e lava polverizzata. Sono eruzioni molto pericolose che si concludono generalmente con il collasso parziale o totale dell'edificio vulcanico o con la fuoriuscita di un tappo di lava detto spina vulcanica o duomo. In alcuni casi si verificano entrambi i fenomeni. Gli apparati vulcanici che manifestano questo comportamento eruttivo sono caratterizzati dalla forma a cono. Queste eruzioni prendono il nome da Plinio il giovane che per primo descrisse questo tipo di eruzione osservando l'eruzione del Vesuvio del 79 d.C., che sommerse di ceneri Pompei ed Ercolano. Una variante dell'eruzione pliniana è la peleana: se durante un'eruzione pliniana il corpo principale della nube ardente esce dal cratere sommitale e va verso l'alto, durante un'eruzione peleana (che prende il nome dal vulcano La Pelée della Martinica), il vulcano erutta non centralmente dal cratere ma lateralmente smembrando parte dell'edificio vulcanico. Tale eruzione ha effetti devastanti concentrati nella direzione di eruzione della nube ardente principale che può arrivare fino ad oltre 20 km dall'edificio vulcanico (come accaduto nel 1980 nell'eruzione del St. Helens).

Altre varianti dell'eruzione pliniana sono le eruzioni ultra-pliniane (o krakatoiane): questo tipo di eruzioni si caratterizzano sia per avere un indice di esplosività ancora maggiore, che può arrivare a distruggere completamente l'edificio vulcanico (ne sono un esempio il Krakatoa o il Santorini), sia soprattutto per le enormi quantità di ceneri vulcaniche che vengono emesse. Le esplosioni di questo tipo, in base alla grande quantità di cenere che rimane in sospensione atmosferica, ha ripercussioni più o meno grandi sul clima mondiale negli anni successivi.

Grandi caldere ("supervulcani") Pur non essendo riconosciuti come veri e propri vulcani, merita un discorso a parte il caso delle 7-8 grandi caldere individuate sulla superficie terrestre. Tali strutture si caratterizzano per non avere un edificio vulcanico quanto semmai una depressione di origine vulcanica (detta caldera), che ricopre un'area molto vasta, oltre i 10–15 km. All'interno della caldera è possibile notare lo sviluppo di vari crateri più o meno formati. Non è mai stata osservata un'eruzione di questo tipo di caldere (che hanno periodi di eruzione di centinaia di migliaia di anni) ed oggi tali aree sono soggette solo ad un vulcanismo di tipo secondario (geyser, fumarole, sorgenti termali,...). Gli esempi più noti di questo tipo di apparati sono il parco delle Yellowstone, I campi Flegrei, i Colli Albani, il lago Toba.

Attività dei vulcani Il magma risale attraverso il mantello e/o la crosta terrestre perché meno denso delle rocce circostanti (risalita per spinta di galleggiamento). Durante la risalita, per effetto della diminuzione della pressione, i gas sciolti nel fuso dissolvono determinando una ulteriore diminuzione della densità. Nella crosta terrestre il magma può accumularsi, raffreddare e solidificare, oppure risalire fino alla superficie della terra dando così luogo ad una eruzione. Le eruzioni possono essere di diverso tipo: possono dar luogo a fenomeni esplosivi, dove ceneri e lapilli vengono proiettati fino a decine di km al di sopra del cratere e si depositano fino a centinaia di chilometri di distanza dal centro eruttivo, o effusivi, se il magma fuoriesce formando una colata lavica che si propaga per distanze minori (decine di metri fino ad alcuni km dal centro eruttivo). Una delle caratteristiche che influenzano la tipologia di eruzione è la viscosità del magma, che dipende dal contenuto di silicio, che legandosi con l'ossigeno forma molecole che tendono continuamente a legarsi tra loro e a formare catene indistruttibili. Se il magma ha più del 60% di silice [SiO2] è considerato viscoso e darà luogo con maggiore probabilità ad una eruzione esplosiva, se invece il magma ha meno del 50% di silice verrà probabilmente eruttato con dinamica effusiva ed emesso sotto forma di colate laviche.

Il magma Il magma è una miscela costituita da roccia fusa, in quantità variabile, ossidi di silicio, alluminio, ferro, calcio, magnesio, potassio, sodio e titanio; minerali, e da gas disciolti, soprattutto acqua, ma anche anidride carbonica, acido fluoridrico, acido cloridrico, idrogeno solforato, che sono molto pericolosi. La sua temperatura è molto elevata, compresa tra gli 800 e i 1200 °C. Quando il magma ha perso la maggior parte del suo contenuto originario in gas, non può più eruttare in modo esplosivo, viene detto lava.

Il vulcanismo secondario Il vulcanismo secondario rappresenta una serie di fenomeni che sono la manifestazione secondaria dell'attività di un vulcano. Questi fenomeni prendono origine a causa della presenza di magma in prossimità del suolo che, raffreddandosi, determina la liberazione di gas o il riscaldamento delle acque del sottosuolo, con conseguente emissione di gas e vapor d'acqua. Esempi sono le fumarole, i geyser, le sorgenti termali, i soffioni, le mofete, le solfatare, ec. Un altro fenomeno di vulcanismo secondario è il bradisismo, che consiste nel movimento verticale del terreno veloce dal punto di vista geologico ma lento per noi poiché impercettibile.

FINE! Nico Castellani