Manifestazioni vulcaniche e fenomeni geotermici: un viaggio tra geyser e fumarole

Il fenomeno dei geyser

Nelle regioni dove il magmatismo ormai si è esaurito, permane ancora un calore residuo del magma si è raffreddato; questo calore residuo può dare origine a queste manifestazioni di vapori che sono di diversa natura: geyser che sono zampilli intermittenti. Perché sono intermittenti? Alcuni ogni settimana, altri ogni due ore, altri una volta al giorno. Perché? Perché il geyser in realtà è acqua piovana che si è accumulata in una frattura delle rocce e arrivando in profondità incontra il calore residuo di una zona magmatica. Cosa succede? Che l’acqua più superficiale che riempie quella frattura della roccia disperde il suo calore nell’atmosfera, in profondità invece l’acqua incontra sempre nuovo calore che proviene dalla zona magmatica e si riscalda, anche sopra alla temperatura di ebollizione, ma non riesce a bollire. Perché non riesca a bollire? Perché è compressa da tutta la colonna d’acqua soprastante più fredda. A quel punto lì basta una piccola esalazione di vapore che proviene dal magma che solleva un pochettino la colonna d’acqua, la pressione soprastante diminuisce poco e quel livello critico inizia a bollire violentemente. Questo lancia via come un’esplosione tutta la colonna più fredda soprastante. Poi l’acqua ricade, riempie di nuovo la frattura, ma intanto si è raffreddata, quindi ci vorrà il tempo x perché a quella profondità critica si creino di nuovo le condizioni di temperatura per l’ebollizione. Di solito nei geyser la profondità critica è di 13 m.

Le solfatare e le fumarole

Noi in Italia abbiamo solfatare che sono emissioni di idrogeno solforato (H2S). H2S a contatto con l’ossigeno dell’aria si ossida a zolfo e poi lo zolfo può ossidarsi ancora di più fino a acido solforoso e a acido solforico. Intorno alle bocche vulcaniche delle solfatare troviamo zolfo cristallino che si forma proprio da questo zolfo che viene sprigionato dai vapori e che a contatto con l’Ossigeno dell’aria si ossida. Sono vapori puzzolenti, sono chiamate putizze proprio per questo odore cattivo di uova marce. Altre manifestazioni gassose secondarie sono le fumarole. Sono molto abbondanti nei campi flegrei o in alcune grotte carsiche in Campania, per esempio è famosa la grotta del cane di Agnano Terme. La grotta del cane è una grotta che è chiamata così perché all’interno della grotta c’è una bocca vulcanica che emette fumarole di anidride carbonica e vapore acqueo, l’uomo che entra nella grotta e cammina in piedi respira bene e sopravvive perché l’anidride carbonica è più pesante dell’aria quindi si accumula sul fondo della grotta; mente il cane o qualsiasi altro animale a quattro zampe che entra nella grotta si respira l’anidride carbonica e non consente l’ossigenazione del sangue e quindi muore. I soffioni boraciferi li abbiamo a Larderello in Toscana sotto Siena, sono la principale fonte di calore geotermico italiano. Sono sfruttati sia per l’estrazione dell’acido borico, sia per l’estrazione dell’energia geotermica. I pini vulcanici sono quelle manifestazioni di vapori che escono dai vulcani che formano un ombrello con la chioma fatta di vapore.

Sorgenti termominerali e teorie

Le sorgenti termominerali sono le sorgenti di acque calde termali che hanno però grande contenuto di sostanze minerali perché i vapori e le acque calde che circolano nelle rocce sciolgono alcuni Sali minerali delle rocce e li trascinano con sé. Sull’origine delle sorgenti termali ci sono due teorie: una è la teoria che siano presenti in regioni vulcaniche che sono state magari vulcaniche in un tempo geologico lontano; l’altra dice che si tratta di acque piovane che sono percolate nel terreno, cioè si sono infiltrate nei pori dei terreni e poi attraverso la porosità delle rocce hanno potuto circolare nelle rocce, si sono scaldate per attrito nel movimento che hanno avuto attraverso la porosità delle rocce, quindi non è necessario per avere delle sorgenti termali che ci sia stato un magmatismo plutonico profondo o vulcanico superficiale.

Struttura e materiali vulcanici

Anche lui spiega che il gradiente geotermico, il calore interno de pianeta, è la causa prima della formazione dei magmi. Il calore si può trasferire per conduzione o per convezione e per irraggiamento. Spiega dove sono piazzate le aree vulcaniche, in terra ferma e in mare. Abbiamo esempi materiali vulcanici fluidi ancora incandescenti come le lave, solidi come i blocchi e gassosi come i vapori. Le parti di un vulcano: serbatoio in profondità, camino il condotto che arriva in superficie, cratere dove il camino si svasa in superficie e il cono la montagna intorno. La montagna intorno è formata dal materiale prodotto dall’eruzione, quindi piroclasti di varia dimensioni.

Processi di sedimentazione vulcanica

Tefra Quando i piroclasti ricadono al suolo, si accumulano, formano quel deposito che si può chiamare ignimbrite o tefrite. È una roccia che si può considerare di origine magmatica perché si tratta di materiale lanciato dal vulcano, ma si può anche considerare di origine sedimentaria perché sono frammenti solidi che il vulcano ha lanciato in aria e poi sono caduti e si sono sedimentati al suolo. Se i piroclasti lanciati dal vulcano vanno a depositarsi in un lago subiscono una decantazione attraverso le acque del lago, cioè si depositano per gravità e quindi la gravità seleziona la granulometria dei materiali in modo che tutti i materiali grossolani, più pesanti formano uno strato al fondo, tutti i materiali medi formano uno strato intermedio, tutti i materiali fini formano uno strato superficiale. Cineriti non si chiamano più ceneri, ma cineriti se sono strati che si sono sedimentati in fondo a un lago e sono compattati dalla pressione degli strati soprastanti. Strato di tufo di materiali più grossolani che si sono compattati in fondo al lago compressi da altri strati soprastanti e le brecce ancora più grossolane. Quando avviene l’eruzione si può parlare di: ipo magma il magma profondo che è ancora ben mescolato; piro magma il magma risale e si avvicina alla superficie, i vapori tendono sempre di più a sprigionarsi e quindi c’è una risalita di vapori che portano su con sé qualche brandello di magma; e epi magma la parte superficiale del magma in risalita che è fondamentalmente fatto di vapori in cui però ci sono brandelli di lava ancora incandescente e anche detriti solidi.