VULCANISMO
Un aspetto comune del vulcanismo è la risalita dall’interno della Terra dei materiali rocciosi allo stato fuso mescolati con gas e vapori. Tali masse fuse, chiamate magmi, si trovano nella crosta e nella parte superiore del mantello e si formano per il verificarsi nel tempo di particolari condizioni chimiche e fisiche, pertanto l’attività vulcanica può innescarsi in una particolare zona della superficie terrestre e persistere fino a che non vengono meno le condizioni che hanno portato alla formazione del magma. Il processo di fusione avviene gradualmente dando origine ad un liquido che si separa da un residuo solido refrattario (cioè in grado di resistere ad alte temperature senza fondere o subire variazioni). La massa fusa per la sua minor densità rispetto alle rocce circostanti tende a muoversi verso l’alto. La risalita del magma avviene attraverso le rocce solide sovrastanti sfruttando ogni fessura che il magma tende a generare ed ampliare con la sua spinta. La velocità di risalita varia e dipende da numerosi fattori: la maggiore o minore viscosità del magma; il suo volume; la profondità della zona in cui si origina; la temperatura delle rocce attraverso cui risale.

La risalita del magma quindi può farsi più rapida o rallentare fino ad arrestarsi, in tal caso la natura chimica del magma può variare per esempio per assimilazione di parte delle rocce con cui viene a contatto.

EDIFICI VULCANICI, ERUZIONI E PRODOTTI DELL’ATTIVITA’ VULCANICA
Viene chiamato magma il materiale fuso presente all’interno della crosta, lava invece quando fuoriesce. Gli edifici vulcanici si accrescono o nel cratere di un condotto di forma quasi cilindrica (vulcani centrali o areali) oppure lungo spaccature che penetrano profondamente all’interno della Terra (vulcani lineari). Il condotto vulcanico mette in comunicazione l’edificio esterno con l’area di alimentazione, chiamata camera magmatica dove il magma nella sua risalita può ristagnare. Da li il magma arriva all’esterno alimentando l’eruzione. Quando il magma arriva in superficie perde i gas e i vapori che conteneva e si parla allora di lava, che trabocca all’esterno dei condotti accumulandosi fino a costruire l’edificio vulcanico. La forma di questo dipende dal tipo di prodotti eruttati. Ci sono 2 tipi di vulcani:
1) Vulcano strato = si alternano fasi di effusioni laviche con periodi di emissioni esplosive di frammenti lavici dando origine a piroclastiti. L’edificio che ne risulta assume la forma di cono ed è costituito da un alternarsi di strati di lava e piroclastiti.
2) Vulcano a scudo = La forma appiattita di grandi edifici vulcanici è dovuta alla notevole fluidità delle lave eruttate che possono scorrere per kilometri prima di consolidarsi, mentre gli episodi esplosivi sono praticamente assenti. Sono di tale tipo i vulcani più grandi della Terra, il maggiore di essi è il Mauna Loa nelle Hawaii.

È possibile distinguere i vulcani anche per il tipo di eruzione. I fattori che più differenziano il tipo di attività vulcanica sono la viscosità del magma e il contenuto in aeriformi, soprattutto acqua. La viscosità varia moltissimo con la natura del magma: è molto elevata nei magmi acidi (che danno origine a lave di tipo riolitico) e molto minore in quelli basici (di tipo basaltico). Il ruolo della viscosità si nota nella classificazione dei tipi di eruzioni vulcaniche.
1) Attività effusiva dominante. Magma fluido e contenuto in acqua variabile.
• Eruzioni di tipo hawaiiano = Caratterizzate da abbondati effusioni di lave molto fluide che danno origine a vulcani a scudo sulla sommità dei quali vi è un ampia depressione chiamata caldera, delimitata da ripide pareti formatesi per collasso del fondo. Sul fondo della caldera, formata da fenomeni di collasso molto minori che possono originare un cratere di forma nettamente cilindrica con pareti verticali, chiamato cratere a pozzo sul cui fondo può ristagnare un lago di lava.
• Eruzioni di tipo islandese = La lava sempre molto fluida fuoriesce da lunghe fessure invece che da un edificio centrale. La ripetizione di eruzioni porta alla formazione di vasti espandimenti lavici basaltici quasi orizzontali.
2) Attività effusiva prevalente. Magma meno fluido.
• Eruzioni di tipo stromboliano = Predomina un attività esplosiva in cui la lava abbastanza fluida, giace periodicamente nel cratere dove inizia a solidificare. Al di sotto della crosta solida che così si forma, si accumulano i gas che continuano a liberarsi dal magma. Nel giro di un breve intervallo la pressione di questi gas che si trovano ad alta temperatura aumenta fino a far saltare la crosta con modeste esplosioni che lanciano in aria brandelli di lava fusa chiamati lapilli.
3) Attività mista (effusiva-esplosiva). Magma viscoso e contenuto in aeriformi elevato.
• Eruzioni di tipo vulcaniano = il meccanismo è simile a quello stromboliano, ma la lava è molto più viscosa pertanto i gas si liberano con più difficoltà e la lava solidifica nella parte superiore del condotto formando un tappo di grosso spessore. I gas quindi impiegano tempi più lunghi per raggiungere pressioni sufficienti a far saltare la crosta ma, quando questo avviene, si verificano esplosioni molto violente.
• Eruzioni di tipo vesuviano = Caratterizzate dall’estrema violenza dell’esplosione iniziale che svuota rapidamente gran parte del condotto superiore. Perciò il magma può risalire dalle zone profonde fino a uscire i maniera esplosiva dal cratere. Si innalza una gigantesca nube di gas e vapori, da cui ricadono grandi quantità di frammenti di lava vetrificata. Queste eruzioni prendono il nome di eruzioni di tipo pliniano (Plinio il giovane che descrisse l’eruzione del Vesuvio nel 79 d.C) quando sono così violente.
• Eruzioni di tipo pelèeano = Caratterizzate da lava ad altissima viscosità e a temperatura relativamente bassa che viene spinta fuori dal condotto già quasi solida formando cupole o torri. Si innalzano generalmente nubi di gas e vapori caldissimi che portano con se lava polverizzata: tali emulsioni rotolano sulle pendici del vulcano e si espandono su vaste aree con grande velocità.
• Vulcanismo idromagmatico = tipo di vulcanismo esplosivo che non dipende dalla natura del magma, ma dall’interazione di questo con l’acqua presente nelle rocce. Il brusco passaggio dell’acqua allo stato di vapore genera pressioni tali da far saltare l’intera colonna di rocce sovrastanti aprendo un condotto verso l’esterno. Si innalza una colonna di vapore alla base della quale parte con violenza un base-surge, un onda d’urto che da origine a una nuvola di vapore e materiali solidi.
L’attività vulcanica produce diversi materiali eruttati:
1) Materiali aeriformi = la loro natura non è ancora ben nota. I più diffusi sono il vapor d’acqua e l’anidride carbonica seguiti da zolfo, azoto, cloro e fluoro. La loro importanza nei processi vulcanici è duplice: da un lato hanno contribuito a formare gran parte dell’atmosfera e continuano ad alimentarla, d’altra parte favoriscono la risalita dei magmi.
2) Materiali solidi = sono le colate di lave e le piroclastiti. La presenza di un edificio vulcanico costituito solo da piroclastiti o solo da lave o dalla mescolanza di entrambe dipende dal tipo di eruzione.
Altri fenomeni legati al vulcanismo sono i detriti piroclastici incoerenti (formati da granuli sciolti) che assorbono acqua fino a diventare saturi e quelli che si sono accumulati sulle pendici più ripide del vulcano finiscono per diventare instabili e trasformarsi in colate di fango chiamate lahar.
Dopo che è cessata l’emissione di lava, dal profondo continuano a salire i gas residui accompagnati da acque termo-minerali. Da questi fenomeni abbiamo i bacini termali di cui l’Italia è ricca e i geyser in Islanda.

VULCANISMO EFFUSIVO ED ESPLOSIVO

1) Effusivo = Quando un magma fluido risale verso la superficie, al diminuire della pressione si liberano i gas con relativa facilità. All’estremità superiore del condotto, i gas si liberano con forza facendo saltare eventuali ostruzioni, mentre la lava fluisce dal cratere espandendosi su grandi distanze. La più imponente manifestazione di vulcanismo effusivo nel nostro pianeta avviene sott’acqua, in corrispondenza delle dorsali oceaniche. Se i materiali eruttati (di natura basaltica) si trovano a grandi profondità, la pressione dell’acqua impedisce la fuga di gas pertanto la lava fluisce tranquillamente dalle fessure formando le tipiche strutture a cuscini. Se però l’eruzione sottomarina avviene a modeste profondità, l’emissione di lava è accompagnata da esplosioni che liberano nubi bianche di vapore acqueo, la lava si accumula e l’edificio può arrivare ad emergere dal mare. Uno degli esempi meglio studiati è quello delle isole Hawaii, che non è associato alle dorsali oceaniche ma ad un punto caldo, cioè zona ristretta della superficie terrestre caratterizzata da vulcanismo attivo da milioni di anni.
2) Esplosivo = Quando il magma che risale in superficie è viscoso e ricco in gas, al diminuire della pressione i gas iniziano a liberarsi ma a causa della viscosità del magma non riescono ad espandersi liberamente. Quando questo avviene, si verifica una forte esplosione e i gas roventi fuoriescono dal condotto trascinando lava polverizzata. Si innalza così una nube ardente di gas, vapori e frammenti solidi, che quando perde energia e i gas si disperdono ricade sul vulcano formando estese colate piroclastiche fino quando si arrestano e originano accumuli di piroclastiti.
La distribuzione dei 500 vulcani attivi non è casuale ne uniforme, si possono distinguere tre diverse situazioni geografiche associate alla presenza di vulcani:
• Vulcanismo lungo le dorsali oceaniche = Il tipo di vulcanismo più esteso caratterizzato dalla fuoriuscita di lave basaltiche dalle fessure delle dorsali oceaniche. È di tipo effusivo sottomarino con accumuli di lava a cuscini.
• Vulcanismo lungo il margine di un continente o lungo isole = I grandi vulcani con la familiare forma a cono e il cratere in sommità che si sono sviluppati lungo i margini dei continenti che sono fiancheggiati da strette e lunghissime depressioni del fondo oceanico note come fosse abissali.
• Vulcanismo in centri isolati (punti caldi) = Zone ristrette della superficie terrestre caratterizzate da vulcanismo attivo da milioni di anni, come nelle Hawaii.

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