Processi magmatici e vulcanici: dal mantello alle eruzioni

Il mantello terrestre e la fusione delle rocce

La zona del mantello è quell'area immediatamente sottostante alla crosta terrestre dove le rocce vanno incontro a un processo di fusione. Più ci si addentra verso il centro della Terra, più la temperatura aumenta. Le rocce solide non si fondono che a 30/100 km di profondità, perché non aumenta semplicemente la temperatura, ma anche la pressione litostatica. La pressione litostatica ostacola il processo di fusione perché è necessaria una maggiore energia per fondere un corpo quando questo subisce una pressione elevata. La fusione del magma è dunque determinata da temperatura e pressione e il cambiamento di queste due variabili può arrestare o innescare la fusione.

Movimenti e caratteristiche del magma

Il magma compie dei movimenti di salita a causa della sua bassa densità in confronto alla densità delle rocce non fuse che lo circondano. Più blocchi di magma i liquidi si uniscono in un unico diapiro magmatico. Il magma risale fino a quando non trova una roccia che abbia la sua stessa densità (equilibrio). La densità tende a decrescere man mano che si scende in profondità. L'ascensione del magma provoca anche un progressivo e lento raffreddamento che permette la cristallizzazione frazionata dei minerali. Il magma si accumula nella camera magmatica. A questo punto può salire in superficie (eruzione) o rimanere stabile (con conseguente formazione di rocce intrusive). Il magma è prevalentemente composto da vapore acqueo, specialmente quando è prossimo alla superficie e può essere più o meno denso a seconda del quantitativo di silice che contiene. Quando il magma è felsico significa che presenta un alto contenuto di silice ed è quindi estremamente viscoso. Quando il magma è mafico significa che presenta un basso contenuto di silice ed è quindi poco viscoso.

Eruzioni vulcaniche e tipi di lava

Il magma accumulato nella camera magmatica può uscire in superficie a causa della diminuzione della pressione litostatica e dall'aumento della pressione esercitata dal gas. I due fenomeni si autodeterminano: la diminuzione della pressione litostatica comporta un aumento della pressione esercitata dai gas, in quanto la solubilità dei gas diminuisce con la diminuzione della pressione. Quando la pressione di gas e vapori è troppa le rocce si frantumano e determinano la fuoriuscita del magma che comporta la creazione del camino vulcanico. L'apertura del camino vulcanico determina un’abbassamento immediato e notevole della pressione di modo che il gas si libera dal magma e lo trascina con sé verso l'alto. Attorno al camino si forma l'edificio vulcanico, vi possono essere più camini che si distinguono in centrale o laterali. La sommità del camino è definita cratere. Il magma che fuoriesce è definito lava. La lava è il principale prodotto delle eruzioni vulcaniche. Può essere più (felsica) o meno densa (mafica). L'attività vulcanica può essere:

- Effusiva quando è caratterizzata da lava mafica. - colate laviche

- Esplosiva quando è caratterizzata da lava felsica. - esplosioni

Le esplosioni vulcaniche emettono nell'atmosfera anche una grandissima quantità di ceneri vulcaniche e da piroclasti (piccole rocce di lava solidificata).