Esplorazione dei vulcani: dalla classificazione alle eruzioni

Definizione e classificazione dei vulcani

Un vulcano è un’apertura naturale della crosta terrestre, attraverso la quale il magma sale fino a riversarsi in superficie tramite un’eruzione.

Un vulcano si definisce:

- attivo se ha eruttato in epoca storica o negli ultimi 10mila anni

- quiescente se il tempo di riposo attuale è inferiore al più lungo periodo di riposo registrato in precedenza

- estinto se l’ultima eruzione risale a oltre 10 mila anni fa

La distinzione tra quiescente ed estinto è difficile e, a volte, pericolosa: il Vesuvio si credeva estinto da lungo tempo, finché l’eruzione del 79d.C. provò che era stato solo quiescente. Anche i Monti Albani considerati fino a poco tempo fa un complesso vulcanico estinto sono stati riconsiderati come quiescenti.

Distribuzione e attività dei vulcani

I vulcani attivi sulla Terra sono oltre 500, spesso distribuiti in corrispondenza dei margini di placca (dorsali oceaniche, zone di subduzione), ma esistono anche vulcani situati nel mezzo delle placche, ad esempio nelle Hawaii. Quindi la principale attività avviene ai margini della pacche.

Alcuni vulcani si trovano anche in mezzo alle placche, sia su una crosta oceanica sia continentale.

Zone di subduzione: fenomeno per cui la placca scende sotto un’altra

Dorsali oceaniche: una dorsale oceanica è il risultato della divergenza tra due placche di crosta oceanica.

Processo di risalita del magma

Dal luogo di origine il magma risale verso l’alto perché meno denso, quindi meno pesante, delle rocce circostanti. Durante la risalita verso la crosta, il magma costituisce grandi corpi a forma di goccia: i diapiri magmatici. Durante la risalita l’azione del magma sulle rocce circostanti determina una tipica attività sismica (tremori).

Camera magmatica e pressione litostatica

Giunto in prossimità della superficie,a una profondità di 2÷10 km, si accumula e staziona nella camera magmatica per un tempo più o meno lungo. Nella camera magmatica esistono condizioni di equilibrio litostatico. La pressione litostatica è la pressione esercitata dalle rocce in virtù del loro stesso peso. Questa aumenta con la profondità. Ogni corpo all’interno della Terra è sottoposto a una pressione litostatica che agisce da tutte le direzioni.

- aumento di temperatura del magma

- diminuzione pressione litostatica

- la massa si arricchisce di acqua o altre sostanze volatili che ne diminuiscono la densità e la viscosità

La densità del magma può diminuire quando i minerali più pesanti passano allo stato solido e si depositano, separandosi dalla restante massa liquida. Durante la risalita verso la crosta il magma costituisce grandi corpi a forma di goccia: i diapiri magmatici.

Composizione e comportamento del magma

Ogni magma è caratterizzato da un contenuto di gas (vapore acqueo, idrogeno, diossido di carbonio, acido cloridrico, diossido di zolfo, solfuro di idrogeno, gas inerti e altre sostanze volatili) e quando diminuisce la pressione litostatica, diminuisce anche la solubilità dei gas. I gas quindi si accumulano nella parte superiore della camera ed esercitano una spinta sulle rocce sovrastanti. La spinta, superato un certo limite, provoca di un varco verso l’esterno: il camino vulcanico. I gas, oltre ad aprire il passaggio verso l’esterno, trasportano il magma in superficie, che fuoriesce sotto forma di lava, dopo aver perso quasi completamente i gas in esso contenuti.

Quindi quando si ha una variazione di equilibrio, si ha un’eruzione vulcanica. Si tratta dell’emissione all’esterno di materiale magmatico solido, liquido o aeriforme. Il meccanismo eruttivo è simile quello che provoca la fuoriuscita dello spumante dalla bottiglia quando si toglie il tappo.

Il cratere è l’apertura attraverso la quale la lava trabocca. Una volta esaurita l’espansione dei gas che

hanno provocato l’eruzione, il condotto vulcanico viene chiuso da magma solidificato. Il ripetersi di eruzioni forma l’edificio vulcanico, un complesso a forma di cono.

La tipologia di attività eruttiva è fortemente condizionata dalla presenza di gas e dall’abbondanza di silice nel magma. L’abbondanza di gas e un elevato contenuto di silice, che rendono il magma viscoso, favoriscono l’attività esplosiva. La scarsità di gas e un basso contenuto di silice, favoriscono l’attività effusiva con formazione di colate laviche fluide.

- mantello, in cui il magma si genera per parziale fusione delle rocce circostanti

- crosta, in cui il magma si trova circondato da rocce incassanti

- la zona in cui, tramite il camino vulcanico, il magma sale più o meno velocemente, e la zona della camera magmatica in cui il magma stagna

- edificio vulcanico, dove avviene l’eruzione in ambiente subaereo

Tipologie di eruzioni vulcaniche

In base alla forma e all’estensione delle zone di risalita del magma le eruzioni si distinguono in:

- eruzioni centrali quando scaturiscono da un condotto o una bocca centrale

- eruzioni fessurali o lineari quando scaturiscono da fratture o fessure

- eruzioni areali quando sono distribuite su grandi aree

In base al grado di esplosività, le eruzioni si distinguono in:

Caratteristiche delle eruzioni islandiche e hawaiiane

- eruzioni islandiche, sono eruzioni di tipo lineare caratterizzate da colate di lava basaltica molto fluida. Eruzioni ripetute formano edifici molto estesi chiamati plateau basaltici. Troviamo la testimonianza di antiche eruzioni lineari in vari continenti, uno di questi è il Deccan.

- eruzioni hawaiiane, sono caratterizzate da alte fontane di lava e da lunghe colate di lava basaltica molto fluida. A causa della fluidità del magma, i vulcani hawaiani assumono la forma di un cono con fianchi assai poco ripidi, essi vengono perciò chiamati vulcani a scudo.

Eruzioni stromboliane e vulcaniche

- eruzioni stromboliane, molto più esplosive di quelle hawaiane, sono caratterizzate da colate di lava, alternate a frequenti ma modeste esplosioni. Dall’alternarsi di lava e materiale piroclastico si formano edifici dalle pendici molto più ripide: gli stratovulcani che sono la tipologia di edificio più diffusa sulle terre emerse. Questo tipo di eruzione prende il nome dallo Stromboli, che esplode ogni 15÷20 minuti. Anche l’Etna ha un’attività simile.

- eruzioni vulcaniche, dall’isola di Vulcano, nelle Eolie, si verificano dove ci magmi abbastanza viscosi che solidificano rapidamente. Viene eruttato abbondante materiale già allo stato solido sotto forma di cenere e polveri. Le esplosioni sono violente e caratterizzate da scure nubi a forma di cavolfiore. Dopo l’iniziale fase esplosiva, vengono anche emesse potenti e viscose colate di lava per cui, lungo i fianchi del vulcano, ceneri e lapilli si alternano con le colate laviche. Si formano sempre stratovulcani.

Eruzioni peleane e pliniane

- eruzioni peleane, sono estremamente pericolose e distruttive, caratterizzate da pericolose esplosioni capaci di generare nubi ardenti. Formano strato-vulcani, in cui il magma spesso si solidifica all’interno del camino vulcanico formando una protrusione solida. L’edificio può quindi esplodere dalla base dando origine ad una caldera. Prendono il nome dal vulcano La Pelée, situato nell’isola della Martinica nei Caraibi, dove nel 1902 si verificò un’eruzione catastrofica.

- eruzioni pliniane, sono caratterizzate da violente esplosioni che producono grandi quantità di ceneri; sono violentissima e producono una nube alta parecchi chilometri e con produzione di una grande quantità di cenere che, nel 79 d.c. fu in grado di seppellire intere città come Pompei, Ercolano e Stabia (eruzione in cui morì Plinio il Vecchio).