Esplorazione dei fenomeni vulcanici: tipi, eruzioni e geografia

L'attività vulcanica del pianeta

Uno dei segni più evidenti dell’irrequietezza del nostro pianeta è rappresentato dall’attività vulcanica, che è un fenomeno presente su scala planetaria. Il trasferimento di materiale fuso sulla superficie terrestre presenta alcuni aspetti fondamentali, come la costruzione di nuove forme, cioè gli edifici vulcanici, il modo con cui si sviluppano tali forme, cioè i tipi di eruzioni e in che cosa si trasforma il magma, cioè i prodotti delle eruzioni.

Magma e lava: definizioni e differenze

Usando il termine magma ci si rifersice al materiale fuso presente all’interno della crosta, mentre quando esso fuoriesce in superficie e perde gas e vapori si parla di lava. Gli edifici vulcanici si accrescono nel punto in cui il materiale fuso fuoriesce, che può essere:

-)cratere: estremità aperta in superficie di un condotto di forma quasi cilindrica (sono vulcani centrali)

-)lungo spaccature che penetrano profondamente nell’interno della Terra (vulcani lineari)

Tipi di vulcani e loro caratteristiche

Il condotto vulcanico (o camino) è la parte che mette in comunicazione l’edificio esterno con l’area di alimentazione, cioè la camera magmatica (o bacino). La forma di un edificio vulcanico dipende strettamente dal tipo di prodotti eruttati, quindi si riconoscono fondamentalmente due tipi di vulcano:

1. Vulcani-strato: fasi di effusioni laviche si alternano con periodi di emissioni esplosive di frammenti di lava (piroclastiti) che si depositano intorno al cratere. La forma di questo vulcano composto è conica

2. Vulcano a scudo: forma appiattita, dovuta alla fluidità delle lave eruttate (quindi basiche). Esse scorrono per molti chilometri in larghe colate, prima di consolidarsi. Assenti quasi del tutto gli episodi esplosivi.

Classificazione delle eruzioni vulcaniche

I vulcani possono essere classificati anche in base al tipo di eruzione, che è influenzato dalla viscosità del magma in risalita (molto alta in quelli acidi, che danno origine a lave di tipo riolitico. Molto bassa in quelli basici, con lave di tipo basaltico) e dal contenuto di aeriformi, come l’acqua, che contribuisce all’esplosività dell’esplosione. Si ha:

• Attività effusiva dominante

Magma fluido e contenuto in acqua variabile:

1. Eruzioni di tipo hawaiiano: abbondanti effusioni di lave molto fluide, che danno origine a vulcani a scudo. La sommità è caratterizzata da un’ampia depressione, la caldera, con ripide pareti e formatasi dal collasso del tetto della camera magmatica. I gas si liberano dal magma tranquillamente, ma a volte si trascinano dietro per un tratto getti di lava: fontane di lava.

2. Eruzioni di tipo islandese: la lava è sempre molto fluida, ma fuoriesce da lunghe fessure invece che da un edificio centrale. Si formano ampi espandimenti lavici basaltici (plateaux basaltici)

• Attività effusiva prevalente

Magma meno fluido:

1. Eruzioni di tipo stromboliano: predomina un’attività esplosiva più o meno regolare, con lava abbastanza fluida che ristagna periodicamente nel cratere, dove poi inizia a solidificare. Si forma crosta solida, sotto la quale si accumulano gas che si liberano dal magma. La pressione cresce finchè la crosta non salta con esplosioni che lanciano in aria brandelli di lava fusa.

• Attività mista (effusiva-esplosiva)

Magma viscoso e contenuto in aeriformi elevato:

1. Eruzioni di tipo vulcaniano: meccanismo simile a quello stromboliano, ma con lava molto più viscosa (acida), quindi i gas si liberano con più difficolta ed essa si solidifica nella parte più alta del condotto, formando un tappo di grosso spessore. Le pressioni raggiunte sono sufficienti a generare fortissime esplosioni.

2. Eruzioni di tipo pliniano: esplosione iniziale di estrema violenza, svuota un gran tratto del condotto superiore. Il magma quindi risale con grande velocità da zone profonde, espandendosi poi in maniera esplosiva uscendo dal cratere, dissolvendosi in una nube di minutissime goccioline. Tale nube si disperde in grandi nuvole che ricadono su ampie aree con grandi quantità di frammenti di lava vetrificata, sotto forma di pomici

3. Eruzioni di tipo peléeano: lava ad altissima viscosità a temperature relativamente basse, viene spinta fuori dal condotto quasi in forma solida e forma cupole o torri alte centinaia di metri. Dalla base sfuggono nuvi di gas e vapori roventi molto dense, che scendono come valanghe lungo le pendici del monte (nubi ardenti discendenti)

• Attività solo esplosiva

Interazione tra magma e acqua

1. Vulcanismo idromagmatico: è dovuto all’interazione tra magma e acqua che permea le rocce. Essa, a contatto con il magma, passa bruscamente allo stato di vapore, generando enormi pressioni che fanno saltare l’intero colonna di rocce sovrastanti, aprendo un condotto verso l’esterno. Esce con violenza una colonna di vapore che trascina frammenti di roccia e lava finemente polverizzata. Dalla sua base parte un’onda d’urto che da origine a densa nuve di vapore e materiali solidi a forma di anello.

Prodotti dell'attività vulcanica

I prodotti dell’attività vulcanica si dividono principalmente in:

1. Materiali aeriformi: come il vapore acqueo e l’anidride carbonica, nonché composti di zolfo, azoto, cloro e fluoro. Nel corso del tempo, essi hanno contribuito a formare l’atmosfera e continuano ad alimentarla. Inoltre favoriscono l’innesco delle eruzioni del magma entro il quale sono disciolti.

2. Materiali solidi: vanno a costituire gli edifici vulcanici. Sono le colate di lava (o meglio, le rocce effusive da essa generate) e le piroclastiti (si formano per accumulo di frammenti solidi di varie dimensioni).

Fenomeni collegati all'attività vulcanica

Altri fenomeni collegati all’attività vulcanica:

1. Colate di fango: eventuale acqua presente viene assorbita da detriti piroclastici incoerenti, fino a che non ne diventano saturi, quindi finiscono per diventare instabili, sotto forma di colate di lava che si incanalano lungo le valli e scendono con forza distruttiva. Il fango indurisce rapidamente e si trasforma in solida roccia.

2. Manifestazioni tardive: dopo la cessazione dell’emissione di lava, continuano a risalire i gas residui, accompagnati da acque termo-minerali. In effetto a ciò collegato sono i geyser, cioè quando da una cavità aperta in superficie viene emessa una colonna d’acqua molto calda. Essa si è surriscaldata in profondità in prossimità di camere magmatiche. Un’altra manifestazione sono le fumarole, cioè emissioni di gas e vapori caldi. Oppure le mofete, emissioni di acqua e anidride carbonica.

• Vulcanismo effusivo

Vulcanismo effusivo e dorsali oceaniche

La più grande manifestazione di vulcanesimo effusivo avviene sott’acqua, ed è associata ad una serie di profonde fessure che tagliano l’intera crosta oceanica, cioè le dorsali oceaniche. Tale sistema corrisponde a un inarcamento del fondo oceanico, lungo la cui sommità si aprono le fessure da cui fluisce il magma. Si tratta di eruzioni lineari e i materiali eruttati, di natura basica, fluiscono lentamente consolidandosi in strutture a “cuscini”. A profondità più moderate, l’emissione è accompagnata da esplosioni che liberano sulla superficie nubi bianche di vapore acqueo.

Vulcanismo esplosivo e punti caldi

Un altro esempio di vulcanismo esplosivo è quello legato ai punti caldi, cioè zone ristrette della superficie terrestre, caratterizzate da vulcanismo persistente da milioni di anni. Sotto di essi si ha una continua fusione del materiale presente, che, a causa delle grandi quantità di lava che traboccano in superficie, viene costantemente rimpiazzato dalla risalita da grandi profondità del mantello di pennacchi di materiale caldissimo.

• Vulcanismo esplosivo

Il magma che risale è viscoso, i gas iniziano a liberarsi in singole bollicine, ma la viscosità non permette loro di espandersi liberamente e la pressione da essi esercitata sale continuamente. Quando si arriva all’esplosione i gas roventi fuggono dal condotto con estrema violenza, trascinando con se frammenti di roccia sbriciolata e lava polverizzata. Si forma così una nube ardente, che sale in verticale a gran velocità per migliaia di metri. Quando perde energia ricade sul vulcano (nube ardente ricadente) scorre velocemente lungo le pendici e forma colate piroclastiche, per poi arrestarsi e dare origine a un accumulo di piroclastiti.

Se l’esplosione avviene laterlamente, la nube rotola lungo il pendio a grande velocità (nube ardente discendente).

Se poi i materiali fuoriescono da fessure lunghe vari chilometri, invece che da condotto centrale, si hanno le nubi ardenti traboccanti. Danno origine ad un accumulo piroclastico detto ignimbrite, cioè pioggia di fuoco, formato da frammenti di vetro, rocce e cristalli.

Geografia del vulcanismo

Geograficamente i vulcani, in base alla loro posizione, assumono carattere effusivo o esplosivo. Si hanno tre diverse situazioni geografiche principali:

1. Vulcanismo da edifici lineari lungo le dorsali oceaniche. I materiali fluiscono attraverso fessure che si aprono lungo la sommità delle dorsali e tagliano tutta la crosta.

2. Vulcanismo da edifici centrali lungo i margini dei continenti o catene di isole. A ridosso di fosse oceaniche i magmi risalgono da profondità minori, quindi interagiscono con i materiali della crosta, modificandosi chimicamente ed arricchendosi di aeriformi  esplosioni violente

3. Vulcanismo da edifici centrali o lineari in punti isolati (punti caldi). Materiale molto caldo che risale da grandissime profondità, alimentando effusioni per milioni di anni.