Prima di iniziare il nostro laboratorio… …Forse non tutti sanno che…

La struttura interna della Terra è caratterizzata da una serie di gusci sferici concentrici, di spessore, composizione e densità variabili. CROSTA MANTELLO NUCLEO Interno della terra Le rocce che costituiscono il mantello possono, in certe condizioni, fondere parzialmente e generare dei liquidi silicatici (magmi) che essendo più leggeri risalgono verso l’alto fino alla crosta.

Perchè si formano le rocce magmatiche? Che cos’è il magma? Il magma è un materiale naturale ad alta temperatura, eterogeneo, formato da: 1) una prevalente fase liquida di composizione generalmente silicatica; 2) una o più fasi solide minerali in quantità variabile; 3) gas (acqua, anidride carbonica, acido cloridrico, anidride solforosa). Perchè si formano le rocce magmatiche? Le rocce magmatiche (o ignee) si generano perché il magma si raffredda e solidifica. Dove si formano le rocce magmatiche? Lo capiremo nelle prossime diapositive

ROCCE MAGMATICHE INTRUSIVE roccia intrusiva argille della crosta Il magma può stazionare all’interno della crosta. Quusi raffredda lentamente ed a pressioni generalmente elevate. (condizioni plutoniche)

ROCCE VULCANICHE Il magma può risalire all’interno della crosta e venire emesso in superficie dando origine ad un’ERUZIONE. Le rocce che si formano per il suo raffreddamento sono dette vulcaniche. Durante un’eruzione EFFUSIVA, viene eruttato del magma fluido che prende il nome di LAVA e forma delle COLATE che, scorrendo lungo i fianchi del vulcano, possono formare delle estese coperture e raggiungere anche distanze di diverse decine di chilometri dal punto di emissione. Eruzione effusiva: colata di lava ROCCE EFFUSIVE Allontanandosi dal punto di emissione le colate di lava si solidificano a causa del raffreddamento e assumono l’aspetto di una ROCCIA. Le colate solidificate sono generalmente compatte e il loro colore, nel caso dell’Etna che è un vulcano basaltico, varia da grigio chiaro a scuro.

Esplosione stromboliana Durante un’eruzione ESPLOSIVA il magma viene frammentato per l’improvvisa espansione dei gas vulcanici che sono contenuti al suo interno. In superficie viene eruttata una miscela formata da gas, materiale fuso e particelle solide. ROCCE PIROCLASTICHE I prodotti vulcanici emessi nel corso delle eruzioni esplosive si definiscono PIROCLASTI e hanno nomi diversi a seconda della loro origine e dimensioni. Ad esempio, con il termine BOMBA si indica un frammento di dimensioni superiori a 64 mm, un LAPILLO è compreso tra 64 e 2 mm, la CENERE ha dimensioni inferiori a 2 mm. BOMBA LAPILLI CENERE

Iniziamo la parte operativa del nostro laboratorio…… con l’osservazione di un campione “a mano” Un campione di roccia vulcanica porta impresse le “tracce” della sua storia. Basta saperle leggere… Così facendo possiamo raccogliere una serie di informazioni sui processi che avvengono in un mondo per noi inesplorabile direttamente, ossia quello dell’interno dei vulcani.

Osserviamo una lava per comprendere la sua storia… All’interno del vulcano, via via che la temperatura del magma diminuisce, iniziano a cristallizzare i vari minerali la cui comparsa non è non è casuale, ma segue un ordine preciso. Se il magma viene trasportato in superficie durante un’ERUZIONE, il fuso contenente i cristalli si raffredda velocemente a contatto con l’aria e si solidifica formando una roccia di colore grigio contenente i cristalli formatisi in condizioni intrusive. Dentro il vulcano Via via che il magma risale verso la superficie e la temperatura diminuisce, cristallizzano altri minerali, tra i quali è abbondante il plagioclasio (silicato di Ca, Na) che nei campioni osservati appare trasparente e di colore bianco. plagioclasio pirosseno olivina A qualche chilometro di profondità iniziano a formarsi i minerali stabili a più alta temperatura (contenenti magnesio, ferro, calcio). Tra questi alcuni di quelli che si osservano nei campioni: olivina (silicato di Fe e Mg), trasparente e di colore giallo e clinopirosseno (silicato di Mg, Fe e Ca) opaco e di colore scuro.

Osserviamo un piroclasto per comprendere la sua storia… Eruzione esplosiva Durante la risalita di un magma in superficie , a causa della diminuzione della pressione esterna, il contenuto di gas che può essere tenuto in soluzione nel magma diminuisce. Si raggiunge una pressione critica in corrispondenza della quale il gas si essolve dal magma e forma delle bolle. Durante la risalita, le bolle trasportate dal magma diventano sempre più numerose, grosse e si uniscono tra di loro fino a al punto in cui la loro pressione interna risulta maggiore di quella esterna. Le bolle allora esplodono e frammentano il magma in pezzi di varie dimensioni che vengono lanciati in alto, raffreddandosi velocemente a contatto con l’aria. Così si formano i piroclasti. http://www.soes.soton.ac.uk/ Le bolle inesplose all'interno dei frammenti danno ai piroclasti il tipico aspetto vescicolato. Per questo motivo i campioni osservati, sono decisamente meno compatti e più leggeri della lava.

Ma dove cadono i piroclasti dell’attività esplosiva? I prodotti piroclastici, trasportati per un meccanismo di CADUTA, possono venire lanciati dal cratere e seguire delle traiettorie di tipo balistico (come la palla di un cannone), oppure formare una colonna eruttiva. I piroclasti più pesanti cadono vicino al punto di emissione (bombe) , quelli più piccoli e leggeri cadono a distanze maggiori (lapilli), quelli molto fini (cenere) possono essere trasportati dai venti per lunghe distanze.

Osserviamo la cenere vulcanica … Come si campiona? Etna, Rifugio Sapienza (1910 m s.l.m.). Lapilli ricaduti durante la fontana di lava del Cratere di Sud-Est del 12-13/gennaio 2011. Paternò (Catania). Cenere ricaduta durante la fontana di lava del Cratere di Sud-Est del 12-13 gennaio 2011. Da Andronico et al., 2012, Rapporto interno N. UFVG2011/05, INGV-CT.

Osserviamo la cenere vulcanica per comprenderne la storia… La cenere vulcanica è il risultato della frammentazione del magma. Tale frammentazione può avvenire per essoluzione dei gas contenuti al suo interno. In queste condizioni, i frammenti sono trasparenti, di colore marrone chiaro e presentano forme peculiari. Sono spesso: equidimensionali con superficie fortemente vescicolata (Figura A) B allungati con superficie fluidale (Figura B) aciculari, tipo capelli di Pelèe (Figura C) A C Immagini allo stereomicroscopio da: Andronico et al., 2012, Rapporto interno N. UFVG2011/05, INGV-CT.

Osserviamo la cenere vulcanica per comprenderne la storia… Ne caso di un condotto vulcanico parzialmente ostruito da materiale vecchio solidificato al suo interno, la sovrappressione esercitata dai gas vulcanici che si accumulano al di sotto di questo «tappo», può causarne la rottura e frammentazione, con formazione di cenere. La cenere ha caratteristiche completamente differenti da quelle precedentemente descritte, essendo formata da: materiale vecchio di natura eterogenea colore differente forma generalmente sub-angolare Immagini allo stereomicroscopio da: Andronico e Lo Castro, al., 2012, Rapporto interno N. UFVG2011/34, INGV-CT

Grazie della vostra attenzione e… …buona “lettura” della rocce vulcaniche!!