I fenomeni vulcanici Emissione attraverso condotti e spaccature di fluidi a composizione silicatica (lave), di materiali solidi (piroclasti) e di vapori e gas (vapore acqueo, acido cloridrico, anidride carbonica, ossidi di zolfo, ammoniaca ed altri composti dell’azoto), la cui origine è legata alla presenza di magma (derivante dalla fusione di rocce per alte T, diminuzione P o aumento H2O) all’interno della litosfera. Esistono due tipologie di magma: 1. primario: dal mantello superiore (T 1300 °C), è femico, denso e fluido; 2. Secondario o di anatessi: dalla crosta (T 700 °C), è sialico, meno denso e molto viscoso.

Diminuzione T fusione minerali Genesi dei magmi Evento caratteristico (fusione rocce preesistenti) di alcune porzioni della crosta e del mantello a causa di cambiamenti di fattori fisici: 1. aumento T, 2. diminuzione P, 3. aumento contenuto H2O Esistono due tipologie di magma: 1. primario: dal mantello superiore (T 1300 °C), è femico, denso e fluido; 2. Secondario o di anatessi: dalla crosta (T 700 °C), è sialico, meno denso e molto viscoso. Diminuzione T fusione minerali

I vulcani Un vulcano può essere definito come una fenditura nella crosta terrestre, in corrispondenza della quale il magma viene in superficie nel corso di un’eruzione. Comunemente i materiali eruttati tendono ad accumularsi attorno al centro di emissione, costruendo edifici vulcanici di forma e variabile a seconda della dinamica eruttiva, del tipo e quantità di materiali emessi, e della durata dell’attività vulcanica.

Le tipologie di vulcani principali Caldere: depressioni dovute ad uno sprofondamento della sommità dell’edificio vulcanico, o in seguito ad una attività esplosiva rilevante. Es.: del Somma -Vesuvio, vulcano di Roccamonfina e di Vico. Diatremi: condotto vulcanico colmato da brecce magmatiche da una violenta esplosione. Es.: miniere di Kimberley (sudafrica) sfruttati per l’estrazione dei diamanti. - Ad eruzione lineare: il magma fuoriesce lungo fratture allungate e strette, non si forma il tipico cono vulcanico ma un plateaux; - ad eruzione centrale: materiali eruttati da un cratere centrale intorno al quale si forma un cono. Dalla camera magmatica risale il magma che fuoriesce da un condotto principale (camino), ma anche da altri condotti secondari che alimentano crateri avventizi. Le tipologie di vulcani principali I vulcani centrali possono essere: Vulcani a scudo: con pendii dolci ed attività effusiva tranquilla Es.: vulcani hawaiani. Stratovulcani: alternano fasi di eruzioni effusive ad esplosive, presentano strati alternati di lava solidificata e piroclasti. Es. : Etna, Vesuvio, Stromboli (Isole Eolie), Fujiyama e Monte St. Helen (California). Etna

Le tipologie di eruzione dipendono dai caratteri chimico-fisici magma Eruzioni effusive: determinate da magmi femici (lave basaltiche o andesitiche), sono caratterizzate da piccole esplosioni, la lava fuoriesce senza ostacoli e scorre facilmente lungo i fianchi dell’edificio vulcanico; Eruzioni esplosive: determinate da magmi sialici (lave riolitiche o andesitiche) che, creando “tappi” densi, ostruiscono i condotti e la fuoriuscita della lava e gas. Si formano frammenti solidi che vengono emessi con violenza. Tutti i prodotti emessi nel corso delle eruzioni esplosive prendono il nome di piroclasti; essi vengono classificati in base alle loro dimensioni: le ceneri sono particelle finissime; i lapilli hanno un diametro tra uno e quattro centimetri; le bombe sono blocchi di notevoli dimensioni, da pochi centimetri a qualche metro. I piroclasti che si depositano velocemente formano coltre di rocce dette ignimbriti.

Periodicità delle eruzioni vulcaniche Vulcani attivi: attualmente in eruzione o che lo sono stati fino a tempi recenti e possono riprendere l’eruzione in qualsiasi momento (l´Etna, in Sicilia); vulcani quiescenti: non eruttano da tempo, ma presentano segni di attività come emissioni di gas e vapori (Vesuvio, in Campania); vulcani spenti: non eruttano da migliaia di anni e non danno segni di attività. Non manifestano alcuna attività da molti secoli, come quelli laziali, i cui crateri sono occupati da laghi (laghi di Bolsena, di Vico, di Bracciano, di Albano e di Nemi). I termini per stabilire se un vulcano inattivo deve essere considerato definitivamente spento o meno non sono molto precisi essendo i tempi di un vulcano, e in generale i tempi geologici, troppo lunghi per l'osservazione umana. Ritenere che un vulcano non tornerà in attività richiede una certa cautela, dal momento che si conoscono vulcani i cui periodi di riposo si sono protratti per molte centinaia di anni.

Vulcanesimo secondario I fenomeni di vulcanesimo secondari accompagnano la fine di un’attività primaria o la fase quiescente di un vulcano e dipendono dalla presenza di magma vicino la sup. terrestre, che raffreddandosi libera gas o riscalda le acque del sottosuolo. Sorgenti termali; solfatare. Es.: Campi Flegrei (Pozzuoli); fumarole: emissioni di CO2 e vapore acqueo; soffioni boraciferi: fuoriuscita dal terreno di vapore acqueo ed acido borico. Es.: Lardanello, in Toscana (centrale geotermica); geyser: sorgenti di acqua calda che fuoriesce con violenza. Intorno alla bocca del geyser si depositano accumulo di silicati e carbonati di calcio.

Geografia dei vulcani 2. Fosse oceaniche: allungate in cui il fondale raggiunge le massime profondità. Es. Cintura di fuoco circumpacifica. 4. Punti caldi. Es. isole Hawaii 3. Fosse africane: fratture continentali 1. Dorsali oceaniche: catene montuose alte 1-3 km con fratture allungate in cui si verificano eruzioni sottomarine

attività vulcanica in Italia L’Italia, come tutta l’area mediterranea, è interessata da un’intensa attività magmatica. I vulcani italiani attivi sono quelli siciliani (Isole Eolie: con Stromboli e Vulcano, e l’Etna) e quelli campani (Vesuvio che dal 1944 è quiescente). I vulcani attivi in epoca storica sono quelli di Ischia, dei Campi Flegrei e Lipari. Oggi estinti Vulcani sottomarini

Le isole Eolie costituiscono un arco vulcanico esplosivo la cui formazione è strettamente legata al contatto tra le placche europea e nord-africana e alla subduzione di quest'ultima. I vulcani considerati attivi sono Lipari, Stromboli e Vulcano. Stromboli è uno strato-vulcano con attività persistente (esplosioni stromboliane) del quale sono visibili solo i 900 metri che affiorano dal mare, mentre circa altri 1000 metri si trovano sott'acqua. Lo Stromboli è ininterrottamente attivo da oltre 2000 anni. La Sciara del Fuoco è una depressione con pareti altissime nella quale si riversano i prodotti dell’attuale attività vulcanica. L'isola di Vulcano è attualmente interessata solo da emissioni di gas.  L'Etna è un vulcano di grandi dimensioni (alto 3000 m), quasi continuamente attivo con emissioni di lave sia dal cratere centrale che da numerosi coni avventizi lungo i fianchi. Attualmente ha un’attività effusiva. Con l’alternanza di esplosioni effusive ed esplosive è diventato uno strato-vulcano. Il complesso vulcanico Somma-Vesuvio è formato da un apparato antico in parte demolito, il Somma, all'interno del quale si è costruito uno strato-vulcano più recente, il Vesuvio. Le eruzioni del Vesuvio sono state sia di tipo esplosivo che effusivo. La più famosa è quella esplosiva che nel 79 d.C. distrusse Ercolano e Pompei. Dalla fine del 1600 fino al 1944 il Vesuvio ha avuto cicli di attività intervallati da riposi durati al massimo sette anni. L'eruzione del 1944 è stata un'eruzione di tipo prevalentemente effusivo, non molto diversa da altre che l’hanno preceduta, ma è seguita da una stasi più lunga che perdura a tutt'oggi.

Il pericolo ed il rischio vulcanico La pericolosità di un vulcano è la probabilità che in una data regione si verifichi una potenziale eruzione distruttiva e si valuta anche in base alla morfologia del vulcano. Molti vulcani sono continuamente monitorati, basandosi in particolare sui segnali premonitori (attività sismica, variazioni della T, rigonfiamento della superficie terrestre). Le attuali strategie di intervento prevedono l’ausilio di moderni strumenti. Es.: satelliti artificiali che rilevano flussi di calore. Il rischio vulcanico dipende sia dalla pericolosità di un vulcano sia dai danni che potrebbe provocare. Il vulcano italiano a maggior rischio è il Vesuvio, per le sue eruzioni esplosive e per l’elevata densità di popolazione nelle sue vicinanze.

Credits Alcune figure e schemi sono stati tratti da: C. Pignocchini Feyes e I. Neviani - Geografia generale, la Terra nell’Universo. SEI; L. Morbidelli - Le rocce ed i loro costituenti; J. Winter - Lezioni per il corso di Igneous Petrology; P. Tomascak - Lezioni di Geologia; Plummer, McGear and Carlson Physical Geology (1999) McGraw Hill ed.; NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration) (http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/bathymetry/relief.html; Corso di petrografia M Lustrino; www.ov.ingv.it/italiano/news/vulcani_attivi.htm.