Dall’Universo al Pianeta azzurro Tano Cavattoni, Fabio Fantini, Simona Monesi, Stefano Piazzini Dall’Universo al Pianeta azzurro

Capitolo 5 I fenomeni vulcanici La nube si levava, non sapevamo con certezza da quale monte, poiché guardavamo da lontano; solo più tardi si ebbe la cognizione che il monte era il Vesuvio. La sua forma era simile a un pino più che a qualsiasi altro albero. Plinio il Giovane

Capitolo 5 I fenomeni vulcanici Lezione 12 Le eruzioni vulcaniche §5.1 La risalita dei diapiri magmatici §5.2 Il meccanismo di eruzione §5.3 I prodotti dell’eruzione vulcanica Lezione 13 Le forme dei vulcani §5.4 Eruzioni lineari ed eruzioni centrali §5.5 Edifici vulcanici §5.6 Attività idrotermale ed energia geotermica

Capitolo 5 I fenomeni vulcanici Lezione 14 I vulcani e l’uomo §5.7 Il concetto di rischio in geologia §5.8 Rischio vulcanico e previsione delle eruzioni §5.9 Il rischio vulcanico in Italia

§5.1 La risalita dei diapiri magmatici I magmi sono interessati da movimenti di risalita perché sono più leggeri delle rocce solide circostanti. Nella loro risalita i magmi formano grandi ammassi a forma di gocce, detti diapiri magmatici. I diapiri risalgono finché rimangono meno densi delle rocce circostanti e non sono in equilibrio con queste.

§5.2 La risalita dei diapiri magmatici Se l’equilibrio è rotto, i diapiri riprendono lo spostamento verso la superficie. Le cause della rottura dell’equilibrio possono essere diverse: apporto di nuovo magma, che provoca un aumento di temperatura; fusione di rocce circostanti, meno dense del magma originario; cristallizzazione frazionata dei minerali più densi.

§5.1 La risalita dei diapiri magmatici Per via della cristallizzazione frazionata, il magma perde i componenti più pesanti, si alleggerisce e si arricchisce di gas e di vapore acqueo; ogni volta che il magma diminuisce di densità riprende a salire. In prossimità della superficie, i diapiri si fermano; lo spazio da essi occupato è detto camera magmatica. Nella camera magmatica il magma si può fermare per periodi più o meno lunghi e se le condizioni di equilibrio rimangono stabili nel tempo può perfino solidificare e formare rocce intrusive.

§5.2 Il meccanismo di eruzione Se le condizioni di equilibrio presenti nella camera magmatica subiscono alterazioni, il magma può riprendere a salire fino ad arrivare in superficie provocando una eruzione vulcanica e formando un vulcano. La causa di un’eruzione può essere sia la diminuzione della pressione litostatica sia l’aumento della pressione dei gas contenuti nel magma.

§5.2 Il meccanismo di eruzione Il magma contiene disciolti vari gas. La riduzione della pressione litostatica diminuisce la solubilità dei gas che tendono a separarsi dal magma, esercitando una spinta sulle rocce sovrastanti. La spinta dei gas, superato un certo limite, frantuma le rocce sovrastanti e crea un camino vulcanico, cioè un varco verso l’esterno. In seguito all’apertura del camino vulcanico la pressione cala e i gas ancora disciolti nel magma si separano dal liquido e si espandono. 9 9

§5.2 Il meccanismo di eruzione Nel magma si formano bolle di gas sempre più grandi che si spostano verso l’alto, trascinando il magma verso la superficie. Il meccanismo eruttivo ricorda il la fuoriuscita dello spumante da una bottiglia, quando si toglie il tappo.

§5.2 Il meccanismo di eruzione Il magma che arriva in superficie può formare un apparato esterno detto edificio vulcanico. L’apertura del camino vulcanico in superficie è chiamata cratere. Il magma che fuoriesce attraverso il cratere e si impoverisce di gas disciolti prende il nome di lava.

§5.2 Il meccanismo di eruzione 12 12

§5.3 I prodotti dell’attività vulcanica La fuoriuscita di lava mafica, poco viscosa, caratterizza l’attività vulcanica effusiva. L’attività vulcanica effusiva si manifesta con continue e tranquille emissioni di lava fluida, chiamate colate laviche.

§5.3 I prodotti dell’attività vulcanica Lave povere di gas producono le lave a corda, che hanno superficie liscia. Lave che contengono ancora abbondanti gas formano le lave scoriacee, che hanno superficie ruvida e frastagliata. In ambiente sottomarino si originano le lave a cuscino, che hanno forme rotondeggianti.

§5.3 I prodotti dell’attività vulcanica Lava a corda Lava scoriacea Lava a cuscino

§5.3 I prodotti dell’attività vulcanica La fuoriuscita di lava felsica, molto viscosa, caratterizza l’attività vulcanica esplosiva. Le lave felsiche, data la loro viscosità, scorrono molto lentamente e solidificano in prossimità dell’edificio vulcanico.

§5.3 I prodotti dell’attività vulcanica La lava molto viscosa, può ostruire il camino vulcanico impedendo la fuoriuscita dei gas la cui liberazione avviene tutta insieme e con violente esplosioni. Le esplosioni lanciano in aria i piroclasti: ceneri finissime; lapilli, di dimensioni intermedie; bombe e blocchi, di grandi dimensioni.

§5.3 I prodotti dell’attività vulcanica I piroclasti sono scagliati a distanze considerevoli, poi ricadono e si depositano, trasformandosi in rocce sedimentarie dette rocce piroclastiche.

§5.3 I prodotti dell’attività vulcanica Se il magma entra in contatto con l’acqua che circola nel sottosuolo si verifica una violenta esplosione detta eruzione freatomagmatica. 19

§5.3 I prodotti dell’attività vulcanica Se i prodotti liquidi e solidi eruttati non si separano da quelli gassosi, si forma una nube ardente, che scende velocemente lungo i fianchi del vulcano.

§5.4 Eruzioni lineari ed eruzioni centrali La forma degli edifici vulcanici dipende dalle caratteristiche del materiale eruttato e dal tipo di frattura che ha condotto la lava in superficie. Quando la lava fuoriesce da un camino vulcanico isolato si ha una eruzione centrale. Quando la lava fuoriesce da estese e profonde fratture si ha una eruzione lineare.

§5.4 Eruzioni lineari ed eruzioni centrali Le eruzioni lineari danno origine ai plateau, vasti espandimenti di lava di forma pianeggiante.

§5.5 Edifici vulcanici I vulcani a scudo hanno fianchi poco ripidi e base molto ampia, poiché i materiali eruttati si distribuiscono su un’area estesa. La lava è mafica e molto fluida.

§5.5 Edifici vulcanici Se la lava eruttata è molto viscosa, esce già solida dal camino vulcanico formando strutture verticali (guglie), oppure ristagna nel cratere (cupola di ristagno).

§5.5 Edifici vulcanici Conseguenza di una attività vulcanica unicamente esplosiva è la formazione di bassi edifici dalle pareti molto ripide, costituiti da accumuli di materiale piroclastico (coni di cenere).

§5.5 Edifici vulcanici Conseguenza di un’esplosione con rapida fuga dei gas è la formazione di una depressione a forma di imbuto riempita di materiale piroclastico e di frammenti del camino vulcanico (diatrema).

§5.5 Edifici vulcanici Quando l’attività vulcanica è caratterizzata da una iniziale fase esplosiva seguita da colate viscose, si forma un edificio conico costituito di strati di materiale piroclastico alternati a strati di lava (strato-vulcano).

§5.5 Edifici vulcanici Una grande esplosione può determinare il completo svuotamento e il crollo del tetto della camera magmatica originando un’ampia depressione (caldera) che, al termine dell’attività vulcanica, spesso si riempie di acqua e forma un lago.

§5.6 Attività idrotermale ed energia geotermica In un’area vulcanica, anche a distanza di secoli dall’attività eruttiva vera e propria, l’acqua superficiale, infiltrandosi nel terreno può incontrare magmi o rocce ancora calde, entrare in pressione e attraverso altre vie giungere in superficie. Si formano così i geyser e le sorgenti calde, con eruzioni di vapore e acqua bollente. Emissioni di gas e vapore attraverso piccole bocche sono le fumarole; getti di vapore e gas ad alta temperatura e pressione sono i soffioni.

§5.6 Attività idrotermale ed energia geotermica

§5.7 Il concetto di rischio in geologia Il rischio geologico esprime il numero atteso di perdite di vite umane, feriti, danni a proprietà, distruzione di attività economiche e risorse naturali a causa di un evento naturale. Al rischio rischio geologico sono associati i parametri di: pericolosità, vulnerabilità, valore esposto.

§5.8 Rischio vulcanico e previsione delle eruzioni Il rischio vulcanico è dato da: probabilità che si verifichi un evento vulcanico; tipo di attività vulcanica; vulnerabilità del territorio interessato; valore economico esposto all’evento vulcanico. Il rischio diminuisce con la capacità di prevedere rapidamente un’eruzione vulcanica. Importanti segnali premonitori sono: improvvise emissioni di gas e vapore acqueo; registrazione di piccoli e frequenti terremoti; variazione dell’inclinazione del suolo. 32

§5.8 Rischio vulcanico e previsione delle eruzioni Le carte della pericolosità vulcanica riportano la pericolosità nelle varie aree e consentono una previsione sul tipo di fenomeno che potrebbe verificarsi.

§5.9 Il rischio vulcanico in Italia L’Italia è una regione vulcanica. Il versante più interessato dall’attività vulcanica è quello tirrenico, con la presenza di numerosi vulcani, subaerei e sottomarini. Molti vulcani italiani hanno formato in passato complessi molto estesi, ora non più attivi.

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