Forza della natura

LA FORZA DELLA NATURA Edoardo Accivile V G

VULCANISMO

Aspetto caratteristico del vulcanismo è la risalita, dall’interno della Terra di materiali rocciosi allo

stato fuso, mescolati a gas e vapori. Questo materiale è chiamato magma.

Il magma

Il magma è una miscela costituita in parte da roccia fusa, in quantità variabile, ossidi di silicio,

alluminio, ferro, calcio, magnesio, potassio, sodio e titanio; e da gas disciolti, soprattutto acqua, ma

anche anidride carbonica,acido fluoridrico, acido cloridrico, idrogeno solforato, che sono molto

pericolosi.

I magmi si differenziano a seconda della quantità di silice in:

 Acidi: contengono più del 65% di SiO , vengono chiamati sialici, alta viscosità

2

 Neutri: contengono fra il 52 e il 65% di SiO , vengono chiamati andesitici

2

 Basici: contengono meno del 52% di SiO , vengono chiamati femici, bassa viscosità

2

Quando il magma ha perso la maggior parte del suo contenuto originario in gas, non può più

eruttare in modo esplosivo, e viene detto lava.

La risalita del magma è relativamente rapida e avviene attraverso le rocce solide sovrastanti

sfruttando ogni fessura che il magma stesso tende ad ampliare.

La velocità della risalita può variare moltissimo, dipendendo da vari fattori:

 Viscosità del magma

 Volume dell’edificio vulcanico

 Profondità

 Temperatura

Quando il magma arriva in superficie si innescano i cosiddetti fenomeni vulcanici.

Cos’è un vulcano?

Viene denominato vulcano il rilievo formato da rocce ignee eruttate dall’interno della Terra, ma in

realtà sono chiamati vulcani tutte le varie discontinuità della crosta terrestre dalle quali fuoriescono

gas, polveri, materiali solidi e vapori.

Quello che noi, erroneamente, chiamiamo vulcano è in realtà un edificio o cono vulcanico, che si

accresce o all’estremità aperta in superficie da un condotto simile ad un cilindro, è il caso dei

vulcani centrali, o lungo spaccature, ed è il caso invece dei vulcani lineari. All’interno vulcano vi è

il condotto vulcanico che mette in collegamento l’edificio esterno con l’area di alimentazione, che

si può trovare fino a 100 km di profondità. 2

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Esistono, per la loro forma esteriore, due tipi di vulcano:

 Vulcano a strato: in questo tipo di edificio vulcanico, si alternano fasi di effusione laviche e

periodi di effusioni esplosive, che portano alla formazione di una coltre di piroclastiti

(lapilli, scorie che danno poi origine alle rocce sedimentarie clastiche). Questo tipo di

vulcano è formato da vari strati di lava e piroclastiti.

 Vulcano a scudo: sono diffusi per lo più sulle isole Hawaii e in Islanda, presentano una

forma appiattita. La caratteristica forma è dovuta alla grande fluidità delle lave eruttate che

scorrono per molti chilometri. In questo tipo di vulcano le effusioni esplosive sono

praticamente assenti.

Classificazione dei vulcani

In base al tipo di eruzione, dovuto alla viscosità del magma si possono classificare i diversi tipi di

vulcani:

Attività effusiva dominante:

(magma fluido)

 Vulcani di tipo hawaiiano: sono i più diffusi. Caratterizzati da effusioni di lave fluide che

danno luogo a vulcani a scudo. La sommità degli edifici è spesso occupata da una

depressione detta caldera, e delimitata da ripide pareti.

 Vulcani di tipo islandese: la lava è sempre molto fluida, fuoriesce da lunghe fessure

presenti sulle pareti. Il ripetersi di tali eruzioni, porta alla formazione di vasti espandi menti

lavici basaltici (i basalti sono rocce magmatiche effusive della famiglia dei gabbri, rocce

basiche)

Attività effusiva prevalente:

(magma meno fluido)

 Vulcani di tipo stromboliano: è predominante un’attività esplosiva più o meno regolare. La

lava, abbastanza fluida ristagna nel cratere dove inizia a solidificarsi. Al di sotto i gas

continuano a liberarsi dal magma e la pressione tende a far saltare la crosta con modeste

esplosioni di lava fusa.

Attività mista (effusiva ed esplosiva)

(magma viscoso)

 Vulcani di tipo vulcaniano: sono simili a quelli stromboliani, ma la lava è più viscosa,

quindi acida, per cui i gas li liberano con più difficoltà, e spesso la lava si solidifica nel

cratere dove forma un tappo di grosso spessore. Quando i gas raggiungono adeguate

pressioni, avviene una violenta esplosione tanto da coinvolgere la parte più alta del vulcano.

 Vulcani di tipo peleano: prevale in questi l’eruzione di lava molto viscosa a temperature

basse, spinta fuori già quasi solida a forma di cupole o coni alti. Da questa eruzione può

formarsi una grande nube di gas e vapori, che portano alla sospensione di notevoli quantità

di ceneri e lava. Queste poi rotolano a grande velocità come valanghe lungo le pendici del

vulcano. 3

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 Vulcani di tipo vesuviano o pliniano: sono caratterizzati da una violentissima esplosione

iniziale che svuota completamente il condotto più esterno. Il magma risale molto

rapidamente fino ad esplodere dal cratere, dissolvendosi in una nube di piccole goccioline.

I vulcani di tipo vesuviano vengono chiamati anche pliniani in onore a Plinio il Giovane che,

durante l’eruzione del Vesuvio del 79 d.C., descrisse in una lettera a Tacito l’eruzione del vulcano:

Plinio vide una nube molto densa elevarsi in direzione del Vesuvio:

«Non posso darvi una descrizione più precisa della sua forma se non paragonarla a quella di un

albero di pino; infatti si elevava a grande altezza come un enorme tronco, dalla cui cima si

disperdevano formazioni simili a rami. Sembrava in alcuni punti più chiara ed in altri più scura, a

seconda di quanto fosse impregnata di terra e cenere.»

[…]

Già sulle navi la cenere cadeva, più calda e più fitta man mano che si avvicinavano; già cadevano

anche i pezzi di pomice e pietre annerite ed arse e spezzettate dal fuoco; già, inatteso, un

bassofondo e la riva, per la rovina del Monte impedisce lo sbarco.

[…]

Frattanto dal Monte Vesuvio rilucevano in più di un punto estesi focolai di fiamme ed alte colonne

di fuoco: il loro fulgore spiccava più chiaro sulle tenebre della notte.

La fine di Plinio il Vecchio

Plinio il Giovane in un’altra lettera descrive a Tacito la fine dello zio Plinio il Vecchio che Vedendo

questa notevole apparizione, da grande naturalista e, ovviamente, attento all'osservazione di

fenomeni insoliti, decise di prendere una nave per andare a vedere più da vicino cosa stesse

avvenendo, e offrì al nipote l'opportunità di accompagnarlo. Plinio il giovane però preferì restare a

casa a studiare.

Successivamente Plinio il Vecchio ricevette una lettera di aiuto da parte della moglie di Cesio

Basso, Retina, che non aveva altro scampo, se non per mare. La sua missione dapprima scientifica

cambiò in una missione di soccorso. Plinio conosceva bene il litorale vesuviano, e con lui salparono

numerose altre imbarcazioni.

Durante il suo viaggio la nave fu investita da una pioggia di cenere rovente, che diventava tanto più

calda quanto più ci si avvicinava, cadendo, insieme a grumi di roccia nera e pomice.

Il mare, poi, iniziò a ritirarsi, rendendo impossibile l'approdo. Plinio, pertanto, si diresse verso

Stabia e lì approdò, facendosi ospitare da Pomponiano (Pomponianus), un suo vecchio amico.

Nel frattempo, le fiamme scaturivano da ogni parte della montagna con grande violenza, l'oscurità

non faceva altro che aumentare il loro splendore. Nonostante tutto, Plinio decise di riposare. Ma

presto la zona si riempì di lapilli e ceneri; i suoi servi lo svegliarono, e lui raggiunse Pomponiano e

la famiglia. 4

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La casa tremava per le forti scosse di terremoto e, nel frattempo, lapilli e ceneri continuavano a

piovere all'esterno. Valutati i rischi tutti pensarono che fosse più sicuro uscire all'aperto

proteggendosi la testa con cuscini. Anche se era ormai giorno, l'oscurità era più profonda della notte

più nera.

Plinio, persona di complessione robusta ma asmatica, dopo aver bevuto acqua fredda, si stese su una

vela che era stata stesa per lui ma, quasi immediatamente, la lava, preceduta da un forte odore di

zolfo lo obbligò ad alzarsi. Con l'aiuto di due servi ci riuscì, tuttavia, soffocato dai vapori tossici,

morì istantaneamente. Il corpo, rintracciato dopo tre giorni, "sembrava di persona che dormisse".

Dai diversi tipi di effusione fuoriescono:

 Materiali aeriformi: disciolti nel magma si trovano il vapore acqueo (H O), l´anidride

2

carbonica (CO ), l´anidride solforosa (SO ), l´acido cloridrico (HCl), l´acido solfidrico

2 2

(H S), idrogeno (H ), il metano (CH ).

2 2 4

 Materiali solidi: tutti quelli che non sono lava si chiamano piroclastiti (frammenti di

fuoco), e sono classificati in base alle dimensioni dei frammenti:

 ceneri: Ø inferiore ai 2 mm - lapilli: Ø compreso fra i 64 e i 2 mm - bombe: Ø superiore ai 64 mm

I molteplici aspetti dell’attività vulcanica, come i numerosi tipi di vulcano, si riconducono a due tipi

di vulcanismo:

 Vulcanismo effusivo: si manifesta con gigantesche emissioni di lave fluide (basalti), colate

laviche o estrusione di duomi.

 Vulcanismo esplosivo, in cui ceneri e lapilli vengono proiettati fino a decine di km al di

sopra del cratere e si depositano fino a centinaia di km di distanza.

Vulcanismo secondario

Accanto ai grandi fenomeni vulcanici, vi sono diversi tipi di vulcanismo minore:

 i geyser: getti di acqua bollente e vapore acqueo ad intermittenza, dovuti al

surriscaldamento dell´acqua a contatto con una zona ad alta temperatura;

 le sorgenti termali: sorgenti di acqua che sgorga ad alta temperatura a causa del contatto

con rocce che presentano anomalie termiche;

 le fumarole: emissioni di gas dal terreno fessurato, si ritrovano anche dopo molto tempo

dalla cessazione dell´attività eruttiva;

 i bradisismi: movimenti di innalzamento o abbassamento verticali del suolo causati dall

´assestamento di una camera magmatica presente non a grande profondità;

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FENOMENI SISMICI

I sismi si manifestano quasi esclusivamente entro certe fasce della superficie terrestre dette

sismicamente attive o sismiche. Le fasce sismiche corrispondono a:

 dorsali oceaniche, con ipocentri superficiali.

 fosse oceaniche, associate al bordo di un continente, od ad archi di isole, ad esempio le zone

dell’Oceano Pacifico con la superficie di Benioff. Queste hanno ipocentri che variano da

superficiali a profondi.

 catene montuose, di formazione recenti, con ipocentri che variano da superficiali ad

intermedi.

Cos’è un terremoto

Un terremoto è una vibrazione più o meno forte della Terra prodotta da una liberazione di energia

meccanica in qualche punto al suo interno. Questo punto è detto ipocentro del terremoto o fuoco.

Da esso l’energia si propaga per onde sferiche. Il corrispondente punto sulla superficie terrestre è

chiamato epicentro.

Robert Mallet arrivò a dire che il terremoto consisteva in una serie di onde elastiche che si

propagano attraverso la Terra causate dalla rottura o deformazione di masse rocciose nel sottosuolo.

Reid giunse alla conclusione che le rocce sottoposte a qualche sforzo si comportano in maniera

elastica e si deformano fino a che non è raggiunto il limite di rottura, in tale momento si innesca una

lacerazione e si crea una faglia. Creata la faglia le rocce tendono a deformarsi. Il comportamento

delle masse rocciose ai due lati della faglia è come quello di un elastico. Secondo il modello del

rimbalzo elastico con il brusco ritorno delle masse rocciose all’equilibrio l’energia elastica

accumulata durante la deformazione si libera in parte sotto forma di calore dovuta all’attrito, in

parte sotto forma di vibrazioni che si propagano sotto forma di onde sismiche a partire

dall’ipocentro. Il fenomeno ha una variazione di durata che va da pochi secondi a 4-5 minuti.

L’energia elastica sprigionata dal terremoto è soggetta ad un momento sismico che si enuncia:

M = μ A u

0

dove:

 μ è il modulo di taglio delle rocce coinvolte, di solito 30 gigapascal.