Il vulcanismo: processi, eruzioni e impatti sulla Terra

Il processo del vulcanismo

-Il vulcanismo è il processo attraverso cui la terra ha assunto il suo aspetto attuale, ma continua tutt’ora a trasformarsi.
-L’aspetto comune a tutte le manifestazioni vulcaniche Risalita dall’interno della Terra dei magmi

-I magmi sono masse fuse si materiali rocciosi mescolati a gas ad alte temperature.

Si originano all’interno della crosta terrestre o nella parte alta del mantello.

-Processo di fusione procede gradualmente.

-La velocità di risalita di una massa di magma dipende da molti fattori:

Viscosità, volume, profondità della zona in cui si origina, la temperatura delle rocce attraverso cui risale

-La risalita può rallentare fino ad arrestarsi per riprendere successivamente.

Ad ogni arresto la natura chimica del magma può cambiare (ad esempio per l’ingresso al suo interno di parte delle rocce con cui viene a contatto.

Man mano che risalgono i diapiri (tipica forma a ‘’goccia’’ che assume il magma) si uniscono e fondono in una massa sempre maggiore.

Camera magmatica e condotto vulcanico

-Al diminuire della profondità della superficie la densità delle rocce solide diminuisce, la ‘’spinta di galleggiamento’’ del diapiro si esaurisce e la massa fusa si accumula e forma una camera magmatica.

Al suo interno il magma ad alta temperatura è agitato da movimenti convettivi. Nel processo perde man mano calore e possono cominciare a formarsi i primi cristalli dei minerali

-L’energia che si accumula nella camera magmatica con liberazione di gas finisce per superare la resistenza della copertura delle rocce sovrastanti. Si apre un condotto vulcanico, attraverso il quale il materiale fuso e gas si riversano all’esterno con grande forza.

-Si innescano i fenomeni vulcanici, e la varietà delle forme, prodotti, si giustificano con diverse condizioni in cui i magmi possono originarsi in profondità e risalire all’esterno.

Tipi di eruzioni vulcaniche

-I fattori che più influenzano il tipo di eruzione sono:

La viscosità del magma in risalita; il vapore acqueo; temperatura; rapidità di liberazione dei gas.

-Viscosità, varia moltissimo. Elevata nei magmi acidi: lave di tipo riolitico.

Minore magmi basici: lave di tipo basaltico.

-Se il magma arriva a traboccare senza che le bollicine di gas riescono a fondersi in bolle più grandi.

Eruzione effusiva (avviene quando il magma è fluido e risale a grande velocità nel condotto grazie a un’abbondante alimentazione)

-Se le bolle di gas riescono a fondersi e crescono fino a frammentare il magma in brandelli Eruzione esplosiva

Caratteristiche delle eruzioni

Hawaiiano: abbondanti effusioni di lave che derivano da magmi molto caldi, fluidi e con pochi gas. Danno origine a edifici molto larghi rispetto all’altezza, la cui sommità è spesso occupata da un’ampia depressione chiamata caldera. Caratterizzati da spettacolari fontane di lava.

Islandese: la lava, molto fluida, risale da lunghe fessure aperte nella crosta e si espande in vasti coltri, dando origine a giganteschi espandimeti basaltici.

Stromboliano: periodicità e intensità molto variabili. Dal cratere vengono lanciati brandelli di lava fusa che, durante la traiettoria, si rivestono di una crosta plastica e assumono una forma affusolata (bombe); insieme vengono espulsi frammenti del materiale solido che, ostruendo la parte sommitale del condotto, avevano fatto salire la pressione dei gas, fino all’esplosione con cui è iniziata l’eruzione.

Vulcaniano: le eruzioni sono di tipo esplosivo e molto violente, in quanto la lava, acida e fortemente viscosa, si consolida facilmente alla sommità del camino bloccando le vie d’uscita ai gas intrappolati, che raggiungono forti pressioni. E’ caratterizzato da un attività non continuativa (opposto di quello stromboliano) poiché essendo molto elevata la quantita di materiale eruttato in una singola eruzione, deve passare un certo intervallo di tempo prima che nella camera si riaccumuli magma a sufficienza per una nuova eruzione

Pliniano: il magma, molto ricco di gas, risale con estrema violenza dalla camera magmatica e viene letteralmemte ‘’sparato’’ verso l’esterno attraverso il condotto, che opera come una canna di fucile. La colonna di vapori, gas e lava polverizzate sale dritta con velocità iniziale superiore a quella del suono.

Peleeano: la lava ad altissima viscosità e a temperatura relativamente bassa viene spinta fuori dal condotto già quasi solida e forma cupole e torri alte qualche centinaio di metri. Dalla base sfuggono grandi nuvole di gas e vapori, roventi e molto dense.

Idromagmatica: ha un meccanismo molto diverso dai precedenti. Il magma in risalita scalda e frattura le rocce in prossimità di una falda acquifera. Il vapore acqueo che si produce si accumula in ogni cavità e frattura, finchè la sua pressione diventa sufficiente a far saltare la copertura di rocce a ad aprire un varco sino in superficie. Le rocce preesistenti vengono frantumate dall’esplosione e lanciate all’esterno.

Tipologie di vulcani

-Gli edifici vulcanici si accrescono nel punto in cui il materiale fuso fuoriesce:

All’estremità aperta in superficie (cratere) di un condotto.

Lungo le spaccature che penetrano profondamente all’interno della terra.

-La forma dell’edificio vulcanico dipende strettamente dal tipo di prodotti eruttati e spesso rappresenta un’ importante informazione sulla natura del vulcano stesso.

-2 tipi di vulcani:

Vulcani-strato: quando fasi di effusione laviche si alternano con periodi di emissioni esplosive di frammenti sminuzzati di lava, che si depositano poi intorno al cratere, dando origine alle piroclastiti.

L’edificio che ne risulta, chiamato anche vulcano composto, assume forma conica

Vulcani a scudo: hanno forma appiattita, dovuta alla notevole fluidità delle lave eruttate, basiche che solidificano come basalti.

1)Materiali gassosi

vapore acqueo, anidride carbonica e composti di zolfo, azoto, cloro e fluoro.

Questi hanno contribuiti a formare gran parte dell’atmosfera e continuano ad alimentarla

2)Materiali solidi

colate di lava (ossia le rocce effusive) e le piroclastiti, che si formano per accumulo di frammenti solidi di varia dimensione e natura.

-L’aspetto della colata di lava in corso di raffreddamento o già solidificata dipende da molti fattori.

Pahoehoe: colata di lava fluida solidificata, così chiamata per il suo aspetto levigato.

Aa: colata di lava a superficie scoriacea. Per il suo aspetto frammentato questa è definita a blocchi.

A cuscini: colata di lava che fuoriesce sul fondo dell’oceano, a causa del brusco raffreddamento a contatto con l’acqua, la superficie si riveste rapidamente di una crosta vetrosa e appare come una cascata di cuscini ‘’pillow-lava’’.

Depositi piroclastici

-I depositi piroclastici possono assumere aspetti molto diversi:

-Depositi piroclastici da ricaduta.

Scorie vulcaniche.

Bomba vulcanica.

Nelle fasi esplosive i gas trascinano via grandi quantità di rocce sbriciolate e di lava in minute goccioline che si trasforma in vetro vulcanico: la ricaduta da orgine a:

polvere vulcanica; Cenere vulcanica; Lapilli (piccoli ciottoli); Blocchi (anche di decine di tonnellate)

Se le brusca liberazione di gas avviene in magma acido si forma una pomice. La sua struttura porosa è dovuta al rapido raffreddamento della lava che non ha permesso lo sviluppo di cristalli. I gas i sono liberati in bollicine lasciando numerosi pori.

-Depositi piroclastici da flusso.

- Son molto più importanti e pericolosi.

Quando si verifica un’esplosione violenta frammenti di materiali solidi vengono trascinati verso l’alto formando una nube di sospensione. Quando i gas si raffreddano e si disperdono il materiale solido, non più sostenuto, collassa e dà origine alle colate piroclastiche, che scendono a velocità elevate e si disperdono intorno la zona di emissione

Altri fenomeni legati all’attività vulcanica.

Fenomeni vulcanici secondari

-Colate di fango.

-I detriti piroclasici quando sono sciolti tra loro (non legati) assorbendo acqua sino a diventare saturi finiscono poi per divenire instabili e trasformarsi in colate di fango.

-Manifestazioni tardive.

- Per molto tempo dopo che è cessata l’emissione di lava, dalle profondità della terra continuano a salire i gas residui, accompagnate da acque termo-minerali. (utilizzate a scopi curativi)

Geyser; fumarole e mofete.

Sono zone ristrette della superficie terrestre caratterizzate da vulcanismo attivo persistente da milioni di anni.

Sotto ai punti caldi si ha una continua fusione di materiale che a causa delle enormi quantità di lava che traboccano in superficie , viene costantemente rimpiazzato dalla risalita da grandi profondità nel mantello di ‘’pennacchi’’ di materiale caldissimo.

Distribuzione geografica del vulcanismo

-Non è né casuale né uniforme. Tende a concentrarsi in lunghe fasce o in catene di edifici, solo una parte è sparsa

-Si possono distinguere 3 diverse situazioni geografiche:

-Edifici lineari lungo le dorsali oceaniche. E’ il tipo di vulcanismo più esteso, quello sottomarino. In qualche caso si manifesta sopra il livello del mare, come avviene in Islanda.

-Edifici centrali lungo i margini dei continenti o catene di isole. La maggior parte dei vulcani della terra, con forma a cono. Il 60% di tali vulcani si trova lungo l’intero margine dell’Oceano Pacifico dove costituiscono la ‘’cintura di fuoco’’.

-Edifici centrali o lineari isolati (punti caldi) all’interno di aree continentali e piane abissali oceaniche.

Evoluzione di un vulcano

E’ il più grande vulcano d’Europa.

-E’ un vulcano strato, formato da più edifici vulcanici susseguitosi nel tempo, ognuno dei quali a parzialmente coperto il precedenti. Il condotto di alimentazione si è spostato sempre più ad Ovest.

Evoluzione

-Fase iniziale: si manifestò con l’effusione di colate laviche sottomarine, con struttura a cuscini

-Dopo il ritiro del mare verso est, le lave fluide formarono un vulcano a scudo.

-Successivamente il magma divenne meno fluido e le effusioni di lava si alternarono con esplosioni Si formò un vulcano poligenico, per la sovrapposizione di più apparati eruttivi (Trifoglietto I e II) ognuno spostato verso Ovest rispetto al precedente.

-Si è poi progressivamente formato un grande vulcano strato, chiamato Mongibello.

-Una grande frana per collasso ha prodotto la Valle del Bove, una vasta depressione sul versante orientale.

-A riposo dal 1944, ma certamente attivo.

Storia del Vesuvio

Nella fase più antica si è formato un grande vulcano-strato che i vulcanologi chiamano Somma

-in una seconda fase, una violenta eruzione fece collassare la sommità del cono e si formò un’ampia caldera sfondata verso mare.

-nel 79 d.C all’interno della caldera si alzò un nuovo cono vulcanico, il Vesuvio.

-Ancora oggi la ‘’montagna’’ di Napoli presenta 2 cime, Il Monte Somma e Il Vesuvio.

Tra le due decorre l’Atrio del Cavallo, tratto dell’antico pavimento della caldera.

La famosa eruzione del 79 d.C costò la vita a Plinio il Vecchio. Le pomici caddero su Pompei e invasero Ercolano. Seguì una fase di calma durante la quale gli abitanti di Pompeii tornarono della loro città. Fu con una nuova violenta esplosione (dovuta alle acque di falda che penetrarono nella camera magmatica trasformandosi in vapore ad altissima pressione) che tutta l’area venne coperta da una gigantesca nuvola. Flussi piroclastici scesero rapidamente con grande energia lungo le pendici del vulcano distruggendo e seppellendo Pompei, Oplonti e Stabia. Ercolano fu sepolta dalle colate piroclastiche.

Rischio e risorse vulcaniche

-Il rischio vulcanico: prodotto tra la probabilità che avvenga un certo fenomeno vulcanico e i danni che esso provocherebbe

-Vulcani con attività esplosiva: unica difesa è la prevenzione, con lo studio delle attività vulcaniche precedenti.

-Vulcani attività effusiva: è possibile mettere in atto una difesa attiva durante l’eruzione.

-L’attività vulcanica è allo stesso tempo una risorsa.

-Suoli che derivano dai prodotti vulcanici sono molto fertili.

-Rocce effusive e piroclastici sono impiegati come materiali da costruzione.

-Gas vulcanici e attività idrotermale sono una fonte di elementi chimici e minerali.

-Energia geotermica.