“ANALISI DEL RISCHIO GEOLOGICO ED IDROGEOLOGICO” - Corso B - Università Mediterranea di Reggio Calabria – FACOLTA’ DI ARCHITETTURA A.A. 2008-2009 “ANALISI DEL RISCHIO GEOLOGICO ED IDROGEOLOGICO” - Corso B - Rischio vulcanico Ing. Domenico Gioffrè

PERICOLI DERIVANTI DA PROCESSI NATURALI VULCANI R = H V W Derivano dalla fuoruscita in superficie di fluidi silicatici (magmi) che risalgono attraverso fratture della crosta terrestre.

PERICOLI DERIVANTI DA PROCESSI NATURALI VULCANI camera magmatica Origine e distribuzione dei vulcani: vedasi suddivisione della crosta terrestre in placche (oceaniche e continentali), movimenti relativi tra le placche, margini costruttivi e margini distruttivi. Le eruzioni vulcaniche si verificano quando il magma (materiale solido, liquido e gassoso ad alta temperatura), proveniente dall'interno della Terra, fuoriesce in superficie.

I VULCANI Attività vulcanica: Può essere di tipo : - effusivo, origina colate di lava, o - esplosivo, il magma viene frammentato prima di giungere in superficie e viene emesso sotto forma di pomici, lapilli, ceneri (prodotti piroclastici).

TIPI DI ATTIVITA’ VULCANICA In base alle caratteristiche del magma, possono distinguersi: magmi basici: danno luogo ad eruzioni effusive (colate laviche con modesta emissione di gas); magmi acidi: danno luogo in prevalenza ad eruzioni esplosive (con emissione di prodotti piroclastici).

TIPI DI ERUZIONI Eruzioni centrali Cono vulcanico edificato per successive colate di lava emesse da una bocca centrale. Eruzioni laviche Eruzioni piroclastiche Eruzioni composte Eruzioni lineari

Tipi di ERUZIONE CENTRALE: dipendono dalla viscosità del magma (crescenti da 1 a 6); influenzano a loro volta la forma dell’edificio vulcanico, l’esplosività e la pericolosità dell’eruzione. [da Bell, 1998]

Tipi di eruzioni - CENTRALI La lava fluisce facilmente (basaltica), si espande e forma un ampio vulcano a forma di scudo con versanti poco acclivi. Eruzioni laviche La lava viscosa (sialica) non riesce a fluire, produce un domo vulcanico, di forma cupoliforme e versanti acclivi.

Tipi di eruzioni - CENTRALI Eruzioni piroclastiche Bocche vulcaniche che espellono piroclasti, i frammenti solidi si accumulano e formano coni di scorie, il cui profilo è determinato dall’angolo massimo a cui i detriti sono stabili.

Tipi di eruzioni - CENTRALI Eruzioni composte Vulcano che emette sia lava sia piroclasti; si forma un cono composto o stratovulcano.

Tipi di eruzioni - LINEARI La lava defluisce rapidamente dalle fessure e forma estesi strati invece di accumularsi edificando un cono vulcanico.

PRODOTTI ERUTTIVI Prodotti solidi, liquidi e volatili (vapore acqueo, di solito oltre il 90%, acido cloridrico, anidride carbonica, monossido di carbonio, ossidi di zolfo, acido solfidrico e acido fluoridrico). I gas in base alla concentrazione possono essere tossici (Pompei). Lava: magma degassificato emesso durante le eruzioni effusive. Piroclasti: materiali emessi durante l’attività esplosiva. Possono essere formati da lava fluida, indurita, e/o roccia incassante. Vengono proiettati in alto dall’attività esplosiva per poi ricadere a una distanza più o meno grande, che dipende da: dimensioni dei materiali emessi, energia che li ha proiettati, velocità del vento. Parte del materiale piroclastico può spostarsi nell’atmosfera, altro materiale può raccogliersi sui fianchi del vulcano dove può essere ripreso da processi legati alla gravità e/o all’acqua, originando fenomeni collaterali distruttivi e letali (flussi piroclastici, surge o lahar).

PRODOTTI ERUTTIVI Flusso piroclastico: colata di masse calde e secche di materiali vulcanici che si muovono a contatto con il terreno. Surge: nube di bassa densità di gas e detrito vulcanico che, pur spostandosi nell’atmosfera, segue la topografia del terreno su cui si muove. Lahar: miscela di resti vulcanici di varie dimensioni ed acqua che scorre sui fianchi di un vulcano per gravità (colate di fango o di detrito).

PRODOTTI PIROCLASTICI Hanno nomi diversi a seconda delle loro dimensioni.  > 64 mm bombe (emesse allo stato liquido) blocchi (emessi allo stato solido) 64 mm    2 mm lapilli 2 mm    62 micron ceneri grossolane   62 micron ceneri fini 

PRODOTTI PIROCLASTICI  > 64 mm bombe (emesse allo stato liquido) blocchi (emessi allo stato solido) 64 mm    2 mm lapilli 2 mm    62 micron cenere grossolana   62 micron cenere fine

PRODOTTI ERUTTIVI BASALTI

Pericolosità e rischio vulcanico

Origine e distribuzione dei vulcani Suddivisione della crosta terrestre in placche (oceaniche e continentali), movimenti relativi tra placche, margini costruttivi e margini distruttivi. [da Bell, 1998]

Tipologia, forma e struttura dei vulcani Dipendono da: tipo di condotto alimentatore (centrale, con una o più uscite laterali,o a fessura); composizione e viscosità del magma (chimismo da acido a basico, viscosità da alta a bassa) e conseguenti tipi di emissioni e forme dell’edificio vulcanico; numero delle eruzioni dallo stesso condotto (vulcani monogenici o poligenici); tipo di attività (esplosiva, effusiva, mista). Con vulcano si intende una struttura che si forma sulla superficie terrestre nelle zone in cui si verifica emissione di magma, cioé dove avviene un'eruzione. Molti vulcani hanno la forma di una montagna conica, costruita dalla sovrapposizione dei prodotti eruttati. Il cono è percorso all'interno da uno o più condotti, che rappresentano l'ultimo tratto di risalita del magma. I condotti si aprono all'esterno con bocche eruttive o crateri. La risalita di nuovo magma lungo il condotto centrale può diventare difficile in vulcano molto alto o con il condotto occupato da magma solidificato. Il magma si accumula e preme contro le pareti del vulcano fino a fratturarle. Le fratture costituiscono la via di uscita sui fianchi o alla base del cono, dove si formano bocche eruttive o crateri laterali, detti coni parassiti. I vulcani a scudo si formano da eruzioni effusive con colate di lava molto fluida. Il nome deriva dal fatto che i vulcani a scudo sono grossolanamente rotondi, presentano spesso un piccolo cono al centro e coni laterali che li fanno somigliare a scudi borchiati di antichi guerrieri. Quando un vulcano è formato dalla sovrapposizione di prodotti eruttati sia da eruzioni esplosive che da eruzioni effusive, viene chiamato strato-vulcano (o vulcano composito). I fianchi di questi vulcani hanno pendii molto ripidi e non è raro individuare i resti di precedenti crateri parzialmente distrutti dalle fasi esplosive più intense. Quando durante un'eruzione viene emessa una lava tanto viscosa da non riuscire a scorrere, questa si accumula vicino alla bocca eruttiva e forma dei rilievi a cupola detti duomi lavici. I vulcani monogenici sono strutture di piccole dimensioni che si formano da un'unica eruzione. Possono avere forme diverse che dipendono dal grado di esplosività dell'eruzione.

Distibuzione areale dei prodotti di ricaduta Durante un’eruzione, i prodotti piroclastici, lanciati in aria e trasportati dal vento, ricadono a terra formando dei depositi con spessore decrescente rispetto alla distanza dal centro di emissione. Il luogo dei punti di uguale spessore è definito isopaca.

Fonti di pericolo e (principali) conseguenze Caduta e deposito di materiali piroclastici; Esplosioni laterali; Colate piroclastiche; Colate di lava; Emissioni gassose; Þ seppellimento diretto ==> trauma; soffocamento; Þ peso/spinte laterali ==> danni/collasso di strutture e di infrastrutture; Þ intasamento e danneggiamento di opere idrauliche; Þ incendio di strutture abitative; Þ pioggia ==> colate di fango ==> lahar; Þ scioglimento di neve/ghiaccio ==> inondazioni ==> lahar; Þ collasso della parete di un lago craterico ==> inondazioni; Þ distruzione della vegetazione; Þ conseguenze sociali, economiche, politiche. ==>

Formazione di duomi vulcanici: Þ eruzioni successive (Attività vulcanica - fonti di pericolo e (principali) conseguenze) Formazione di duomi vulcanici: Þ eruzioni successive Þ collassi strutturali dell’edificio vulcanico ==> frane e/o sprofondamenti Esplosioni freatiche: Þ carattere distruttivo Þ seguite da lahar Pericoli indiretti: Þ tsunami ==> distruzioni lungo le coste Þ deformazioni della superficie topografica ==> danni a edifici e infrastrutture ==> frane / lahar Þ collassi strutturali dell’edificio vulcanico ==> frane / sprofondamenti

Suddivisione degli effetti delle eruzioni vulcaniche secondo classi di pericolosità [da Scandone e D’Andrea, 1994]

Criteri per la valutazione della pericolosità vulcanica VALUTAZIONE DELLA PROBABILITA’ DI ERUZIONE Obiettivo: ==> ricostruzione della storia eruttiva di un dato vulcano; Difficoltà connesse a: lunghi periodi di quiescenza del medesimo vulcano; poche eruzioni in epoca storica; dati storici pressoché inesistenti per molte regioni del globo; tracce delle eruzioni minori spesso cancellate da eventi successivi o da fenomeni di erosione superficiale; Correlazione tra frequenza delle eruzioni e volume dei materiali eruttati (inversamente proporzionali).

Metodi di previsione basati su: Osservazione dei cicli dell’attività vulcanica Sorveglianza geofisica e geochimica Sorveglianza GEOFISICA: controllo dell’attività sismica (a piccola profondità: 3-4 km), del sollevamento del suolo e delle variazioni del campo magnetico terrestre Sorveglianza GEOCHIMICA: monitoraggio dei gas magmatici

VALUTAZIONE del rischio vulcanico

Riduzione del rischio vulcanico