Il vulcanesimo e l'islanda

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V

Federico del Rosso

Liceo scientifico di Stato “Albert Einstein”

Città di Molfetta (BA)

A.S. 2007-2008 I N D I C E

Che cos’è un vulcano?...............................................................................................2

Struttura di un vulcano...............................................................................................2

Vulcani monogenici e poligenici……………………………..…………….....................3 Il

magma e i gas…………………………………………………......…………………….3 Eruzioni

vulcaniche effusive………………………………………………………………5 Eruzioni

vulcaniche esplosive…………………………………………………………….6 Gli

stratovulcani………...............................................................................................7 I

vulcani a scudo…………………………………………………………………………...8 Le

caldere…………………………………………………………………………………...9 I vulcani

lineari…………………………………………………………………………….10 I coni di

scorie……………………………………………………………………………..10 I supervulcani e

1

il Parco di Yellowstone………………………………………………..11 Vulcanesimo secondario:

i geyser………………………………………………………13 Fenomeni secondari

alternativi………………………………………………………….14 Distribuzione globale dei

vulcani………………………………………………….…….15 g

L’Islanda………………..…………………………………………...…….…….…………17 Un

sistema in continua evoluzione……………………………………………………..17

Caratteristiche geologiche……………………………………………………………….18

L’Hekla……………………………………………………………………………………..19 Il

Krafla………………………………………………………………………………….….19 Il

Lakagigar………………………………………………………………………………..20 L’isola di

Surtsey………………………………………………………………………….20 Il Grimsvotn e gli

altri vulcani……………………………………………………………21 I

geyser…………………………………………………………………………………….22 L’energia

geotermica……………………………………………………………………..23 Le aurore

boreali………………………………………………………………………….23 Islanda, il paradiso

dei geologi…………………………………………………...……..24 g

Fonti principali……………………………………………………………………...……..25 g

C H E C O

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È U N V U L

C A

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La definizione più corretta che si

potrebbe dare al sostantivo “vulcano” è

“apertura della crosta terrestre

attraverso la quale fuoriescono

materiali rocciosi fusi (magma) e gas,

entrambi provenienti dall’interno della

Terra, ovvero i prodotti dell’attività

magmatica endogena”. Il termine

deriva dal nome di una delle isole Eolie,

l’isola di Vulcano: qui, secondo la

2 mitologia latina, il dio del fuoco

Vulcano aveva la sua fucina.

Tuttavia, nel linguaggio moderno

comune, si tende a identificare il

Il Kilauea, uno dei due vulcani appartenenti vulcano con il tipico rilievo a forma di

all’arcipelago delle Isole Hawaii. tronco di cono dalle pareti ripide e

privo di vegetazione, composto da masse di rocce ignee eruttate dall’interno della

Terra. In realtà, ciò che è stato appena descritto è solo un particolare tipo di vulcano,

o meglio di “edificio vulcanico”, che è l’espressione con cui oggi, nel linguaggio

scientifico, si indica una generica struttura vulcanica, che può assumere qualunque

forma, quindi non necessariamente quella di una montagna. Gli edifici vulcanici

costituiscono il prodotto dell’accumulo stratificato di materiali fusi e solidi depositati

durante innumerevoli eruzioni vulcaniche, anche molto distanti nel tempo l’una

dall’altra.

È invece definito “fenomeno di vulcanesimo (o vulcanismo)” qualsiasi caso di risalita in

superficie di materiale allo stato solido, liquido o gassoso. Questo processo è

provocato dai numerosi movimenti tettonici che interessano la crosta e il mantello

terrestre, dove si creano grosse masse magmatiche che, a causa delle forze tettoniche

e della crescente pressione e temperatura, tendono a risalire verso l’alto. Il

vulcanesimo viene detto “primario” quando i materiali in risalita alimentano le singole

eruzioni vulcaniche; “secondario” quando essi fuoriescono nell’intervallo di tempo fra

due eruzioni o verso le ultime fasi di vita di un vulcano.

S T R

U T

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I U N V

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N O

Nonostante non abbiano tutti la stessa forma, i vulcani

sono fra di loro accomunati dai medesimi elementi

intrinseci che ne costituiscono la struttura. I principali

sono:

La camera magmatica, una sorta di serbatoio nel

 quale il magma e i gas possono stazionare prima di

essere emessi in superficie. Essa non coincide

necessariamente con la zona sorgente del magma: di

solito rappresenta uno spazio che il magma occupa in

uno stadio intermedio della sua risalita verso la

superficie. Nella camera del magma avviene il

processo di cristallizzazione frazionata dei magmi, processo secondo il quale in un

fuso silicatico i cristalli che si separano vengono separati dal liquido, che quindi

cambia di composizione. La profondità di queste strutture varia dai 2 ai 10 km,

elemento che conferma che esse si ritrovano nella crosta terrestre.

Il condotto (o camino) vulcanico, una lunga frattura di forma cilindrica, parallela

 all’asse del vulcano, attraverso la quale il magma proveniente dal serbatoio

magmatico si dirige verso la superficie per essere in seguito depositato.

Il cratere principale, ovvero l’intersezione tra il camino vulcanico e la superficie. È il

 sito in cui avviene l’eruzione vulcanica, il contatto fisico fra il magma e i gas con

l’atmosfera terrestre. È generalmente una depressione di forma circolare, originata

dal collasso gravitazionale delle rocce causato dalla pressione del magma

sottostante. In certi casi, i vulcani possiedono alcuni crateri secondari (o avventizi)

generati da vie di fuga laterali del magma.

3

Il meccanismo che genera le eruzioni vulcaniche consiste nella differenza di pressione

tra i gas accumulati nella camera magmatica e le rocce che la costituiscono: quando la

pressione gassosa supera quella litostatica, le rocce vengono frantumate e il serbatoio

magmatico si svuota parzialmente, lasciando magma e gas liberi di risalire su per il

condotto. Maggiore è la differenza di pressione, più violenta è l’eruzione vulcanica. Al

termine di questa, la camera magmatica sarà soggetta a un processo di ricarica

consistente nel nuovo riempimento del serbatoio, il che dimostra che l’attività

vulcanica eruttiva possiede un andamento ciclico.

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I vulcani possono essere classificati in base al tipo di eruzione che li ha generati: si

distinguono vulcani monogenici e vulcani poligenici. I primi sono il prodotto di una

singola eruzione (generalmente di piccola entità), o di una singola fase eruttiva,

mentre i secondi vengono originati da più eruzioni, spesso separate da periodi di

tempo relativamente lunghi, che possono implicare il coinvolgimento di magmi a

differente composizione. Le eruzioni che formano i vulcani monogenici possono durare

alcuni anni, caratterizzando un periodo di attività persistente nel corso del quale il

magma che viene emesso dà origine a fenomeni sia effusivi che esplosivi e, a

differenza dei vulcani poligenici, esso presenta una composizione relativamente

costante. Inoltre, per quanto riguarda il sistema di alimentazione, i vulcani monogenici

sono caratterizzati da un condotto semplice, che viene utilizzato soltanto nel corso di

una singola eruzione (o di una fase eruttiva prolungata), mentre quelli poligenici

presentano un sistema complesso, costituito da un’intricata rete di condotti, i quali

possono essere utilizzati più di una volta per alimentare differenti eruzioni.

I L M A

G M A E I G A

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Gli elementi fondamentali affinché si verifichi un’eruzione vulcanica sono due: il

magma e i gas.

Il magma è comunemente definito una massa liquida, ad alta temperatura, a

composizione prevalentemente silicatica e originata dalla fusione parziale o totale

delle rocce costituenti la crosta terrestre o il mantello. Esso, quando entra in contatto

con l’atmosfera, assume il generico nome di “lava”. In base ad alcuni parametri quali

la temperatura, la composizione chimica e il grado di viscosità, si distinguono due tipi

principali di magma:

magma “primario” o “basico”;

 magma “secondario” o “acido”.

 4

Dualismo magmatico: il magma primario (in arancione) si forma nel mantello, quello secondario (in

rosso) si origina nella crosta terrestre.

Il primo si forma nella parte superiore del mantello, è molto fluido e la sua

, poco

temperatura si aggira sui 1200-1300 °C. Possiede una densità media di 3 g/cm

3

inferiore a quella del mantello (3,3 g/cm ). Durante un’eruzione vulcanica, questo tipo

3

di magma raggiunge molto facilmente la superficie poiché la diminuzione di pressione

che si riscontra con la diminuzione della profondità non influisce particolarmente sulla

temperatura di fusione della massa magmatica. Per quanto riguarda la composizione

chimica, il magma primario è composto da minerali femici (o basici), e ultrafemici

(basso contenuto in silice), per esempio inosilicati ricchi di ferro e magnesio

(peridotiti), con la totale assenza del minerale quarzo.

Il magma secondario, invece, si genera per fusione parziale delle rocce della crosta

terrestre; è molto viscoso e relativamente freddo (700-800 °C) e la sua densità media

. Viene chiamato anche “magma di anatessi”, in quanto con “anatessi”

è di 2,7 g/cm

3

si indica il processo di fusione parziale delle rocce in profondità. È composto

interamente da minerali sialici (o acidi), quali tettosilicati (soprattutto quarzo),

alluminosilicati e alcuni nesosilicati e inosilicati. Essendo molto viscoso, raramente

affiora in superficie e spesso solidifica in profondità, dando così origine a particolari

strutture chiamate “filoni” o “plutoni”, i quali non sono altro che rocce magmatiche

intrusive, formate essenzialmente da granito, che rappresentano le masse di magma

acido che non sono riuscite a raggiungere la superficie terrestre (dicchi e laccoliti).

Tutti i magmi contengono disciolte quantità variabili di gas, specialmente acqua e

, SO , H S),

anidride carbonica, ma anche cloro, fluoro, vari composti dello zolfo (SO

2 3 2

metano e ammoniaca, la cui solubilità aumenta con la pressione. Solitamente, i gas si

trovano ammassati in bolle che, a seconda del tipo di magma di cui fanno parte,

vengono emesse o trattenute al momento dell’eruzione: i magmi basici tendono a

liberare gas, mentre quelli acidi li trattengono. Da questo importantissimo fattore, si

determinerà il tipo di eruzione vulcanica.

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F F U S I

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Le eruzioni effusive sono le più comuni e,

generalmente, le meno pericolose. Infatti, il loro

prodotto è la classica colata lavica, generata da un

magma di tipo basico, molto fluido, capace di

perdere facilmente la propria componente gassosa:

infatti, se ciò non avvenisse, l’elevata pressione dei

gas rischierebbe di frantumare il magma e l’eruzione

diventerebbe esplosiva. La dispersione dei gas può

5

avvenire sia attraverso fumarole situate lungo i

fianchi del vulcano, sia attraverso eruzioni precedenti

a carattere esplosivo, anche se quest’ultimo è un

caso molto particolare. La velocità di una colata

lavica dipende da due importanti fattori, quali il

grado di viscosità del magma da cui essa è stata

generata e il tipo di superficie su cui essa scorre (se

per esempio vi sono delle asperità topografiche, la

colata tende a rallentare). Poiché la lava è basica, quindi abbastanza fluida, l’intera

colata lavica solidifica a gra