Appunti lezioni Geologia e dinamica sedimentaria

Terremoti e Vulcani

LA: ampiezza massima del terremoto sconosciuto, rappresenta l'oscillazione del terreno;

A: ampiezza di un terremoto standard;

Se avviene un terremoto in zone adiacenti al mare, il terreno saturo d'acqua la perde e questo causa dei movimenti maggiori all'interno del terreno stesso.

Vulcanismo

Circa l'80% dei vulcani è distribuito su margini di placca convergente, il restante 20% sulle dorsali oceaniche.

Un vulcano è fatto da sovrapporsi di strati vulcanici durante ogni eruzione. Il prodotto del vulcanismo è il magma, ovvero un fuso silicato che contiene una fase disciolta in esso (gas, i cui principali sono vapore acqueo, anidride carbonica, metano, anidride solforosa) e una frazione solida costituita da minerali (cristalli che si stanno formando dalla solidificazione del magma stesso a seguito di raffreddamento); troviamo anche frammenti delle rocce incassanti (xenoliti). Il campo del magma varia da 600° (magma ricco in silice e alluminio) ad un

magma più basico di 1200° (di natura basaltica e tipo mantellico). Classificazione in base al contenuto di silice:

• Magma di natura basaltica. Magmi basici con basso contenuto di silice e bassa viscosità;
• Magma intermedio di natura andesitica;
• Magma di natura reolitica. Magmi acidi con altissimo contenuto di silice ed alta viscosità;

La viscosità ci dà “informazioni” sulla futura eruzione del magma. Un magma poco viscoso ci darà maggiormente lave, un magma molto viscoso darà eruzioni di tipo esplosivo e creerà rocce piroclastiche. La viscosità è relazionata anche al contenuto di gas: più è alto il gas (magma acido) più si formano rocce piroclastiche, più è basso meno rocce piroclastiche si formano. La composizione chimica del magma regola la forma dell’edificio vulcanico e la futura natura eruttiva di quel centro. Il magma risale in superficie.

Perché è meno denso delle rocce circostanti, e risalendo si unisce alle goccioline di magma presente nelle rocce creando camere magmatiche; non riesce a salire perché la pressione delle rocce soprastanti è maggiore, finché non la vince non avvengono eruzioni.

Dai fenomeni vulcanici abbiamo due tipi di prodotti:

• Lave.
• Lave basaltiche. Sono quelle a più alta temperatura e si muovono più rapidamente e per molti km, si differenziano da quelle riolitiche perché si muovono meno;

Lave di tipo hawaiane (pahoheoe) o tessitura a corda. Si forma quando la lava si sta raffreddando a 1200°C;

Lave a superficie scoriacea (aa). Lave che si frastagliano (sempre di tipo hawaiane), quindi insieme all'altro rappresenta due tipi di solidificazione. Le lave hawaiane possono trovarsi solidificate insieme, pahoheoe sotto e aa sopra;

Lave cuscini. Lave sottomarine;

Espandimenti basaltici. Strati molto spessi di basalti derivanti da.

pennacchimantellici;

Lave basaltiche vescicolari. Quando nelle lave troviamo i vacuoli o vesciche sono cicatrici lasciate dal gas che stava andando via dal magma.

Lave riolitiche. Più dense, più viscose, vengono prodotte a bassa temperatura e si muovono più lentamente. Contengono il maggior numero di gas ed eruttano a 800 - 1000°C. Sono talmente lente che a volte cristallizzano nel condotto vulcanico formando domi vulcanici; questi "tappi" daranno in futuro violentissime eruzioni esplosive. I prodotti associati sono i pezzi piroclastici, cioè lava solidificata con dimensioni variabili da <2 mm (cenere) a >64 mm (blocchi o bombe); i lapilli sono compresi tra le due dimensioni (la differenza tra scoria e pomice è data dalla distribuzione del reticolo di vescicole o vacuoli all'interno del frammento che galleggiano o meno sull'acqua);

Lave andesitiche. Lave intermedie tra i due tipi.

Pezzi di materiale piroclastico.

Deposito di caduta. Il materiale eruttato in atmosfera, per effetto della gravità ricade nelle zone circostanti formando strati di sedimenti livellati; troveremo strati di rocce più grandi sotto e rocce più piccole superficiali depositi gradati;

Deposito di colata. Colonna eruttiva molto densa, eruzioni nere con materiale piroclastico prevalente sulla quantità di materiale gassoso. Il materiale non riesce a espandersi in altezza e a causa della pesantezza collassa sul terreno, formando una nube che si comporta come una frana (lapilli, bombe, gas). Questi depositi vanno a colmare le valli più basse mentre non si depositeranno sui monti (distribuzione non livellata come nel deposito di caduta). In questo tipo di deposito non c'è gradazione, ma la distribuzione è caotica, possiamo quindi trovare clasti piccoli adiacenti a clasti grandi;

Deposito di surge (in inglese). Avviene quando il magma interagisce con una falda freatica o con

acqua e aumenta notevolmente la forza esplosiva del vulcano; quando il magma entra in contatto con l'acqua frammenta per lo sbalzo termico e l'acqua soprastante vaporizza permettendo al gas di entrare nel magma stesso. Abbiamo un'eruzione a bassa densità (con più gas rispetto al materiale piroclastico) che causa eruzioni a fungo con distribuzioni anulari. I depositi coprono tutta la topografia ma il loro spessore varia a seconda se ci troviamo nelle valli o sui rilievi. È quindi simile ad una colata piroclastica ma è talmente veloce e con materiale fine che supera i piccoli rilievi.

La forma principale delle eruzioni vulcaniche è il vulcano, formato da lave o materiale piroclastico accumulate nel corso del tempo. Il cratere è piccolino, la caldera è un'enorme depressione molto più grande che si forma (la caldera era un piccolo cratere): c'è la camera magmatica che ha un grosso quantitativo di magma.

quando c'è l'eruzione e ci sono i fenomeni parossistici (di grande violenza), la maggior parte del magma contenuto nella camera magmatica fuoriesce in un tempo molto breve ed essa viene svuotata rapidamente non riuscendo a sostenere per isostasia il peso delle rocce sovrastanti. Crolla quindi sotto l'effetto del suo peso e si crea una depressione circolare a morfologia negativa prodotta da un collasso di un vulcano in una camera magmatica parzialmente svuotata (caldera). Le eruzioni possono essere di tipo centrale (che deriva dalla bocca centrale del vulcano):

• Vulcani a scudo. Sono le strutture più imponenti sulla Terra (il più alto rilievo del mondo è un vulcano a scudo hawaiano del Mauna Loa con altezza di 12 km e diametro di circa 120 km);
• Domi vulcanici. Lava che è l'opposto della lava basaltica (riolitica) ad alta viscosità (alto valore in silice e grandi quantitativi di gas) e non si muove quindi percorre

Pochissima distanza dal cratere, formando un "tappo" all'interno del cratere (domi);

• Coni di scorie. Sono le strutture più piccole e hanno dimensioni ridotte (fino ad 1 km) e composti essenzialmente da materiale piroclastico. Strutture singole caratterizzate da una singola eruzione centrale. Ai fianchi dell'Etna sono presenti piccoli coni di scorie che in passato erano di natura esplosiva;
• Vulcano - strato o vulcani compositi. I più conosciuti (Etna, Vesuvio, Fujiyama), sono costituiti da sovrapposizione di colate laviche e materiale piroclastico (alternanza di lave e materiale piroclastico), che caratterizza l'evoluzione delle eruzioni da tipo effusivo a tipo esplosivo. Composizione basaltica e basalto-andesitica con pendenze ed estensioni elevate. Producono eruzioni a circa mille anni di distanza perché il gas all'interno deve ricaricarsi e genera successivamente eruzioni esplosive;
• Crateri.
• Caldere.
• Neck.

Materiale solidificato (magma solido) che ha ostruito il condotto vulcanico (Radicofani)

Grado di frammentazione: dimensione del diametro dei piroclasti

Dispersione: estensione o quanto lontano (in termine areale) è arrivato il materiale piroclastico

• Eruzione di tipo hawaiano. Tipica dei vulcani a scudo è quella con il grado di frammentazione più basso perché produce meno prodotti piroclastici. Magma basaltico che produce lave e fumo prevalentemente bianco perché è presente molta acqua;
• Eruzione di tipo stromboliano. Composizione del magma diversa (basaltico, basaltico-andesitico) con viscosità maggiore e presenza maggiore di piroclasti più grandi. Durante le eruzioni avvengono fontane di lava (più viscosa, più acida, con contenuto maggiore di gas, composizione basaltico-andesitica), nube nera con gas e materiale piroclastico;
• Eruzione di tipo pliniano. Gradi di frammentazione e dispersione elevati, la

colonna eruttiva raggiunge altezze fino a 50 km; magma di natura andesitica, la nube eruttiva è densa e nera e piena di materiale frammentato che ricade nelle zone circostanti. Tutti e tre i tipi di eruzione avvengono per frammentazione del magma che sono tanto più violente se c'è presenza di acqua che si trova nelle falde freatiche (l'interazione del magma con l'acqua provoca un innalzamento della colonna eruttiva).

• Esplosioni freatiche. La quantità di acqua è maggiore della quantità di magma, avvengono in zone sottomarine;
• Eruzioni freato-magmatiche. Cambia il rapporto tra acqua e magma che può essere tre volte maggiore del volume dell'acqua che incontra, e si avrà un maggiore grado di frammentazione del magma che si espande. L'espansione del gas produce un'ulteriore frammentazione del magma stesso causando l'esplosione.

In entrambe le esplosioni il magma viene a contatto con

L'acqua

Eruzioni di tipo fissurale (che avvengono nelle fessure), tipiche di margini di tipo divergente (dorsali oceaniche) o tipiche dell'Islanda. Lungo tutte le fessure fuoriesce una lava molto fluida di natura basaltica.

Rischio legato alle eruzioni

• Pericolosità. Probabilità che il fenomeno (eruzione o sisma) si verifichi in un intervallo di tempo definito che in genere è un arco di cinquanta anni;
• Vulnerabilità. Parametro ingegneristico, esprime la resistenza di una casa o un bene ad essere colpito da quel fenomeno vulcanico o sismico;
• Esposizione. La quantità di beni mobili ed immobili stimata in euro interessati dall'evento vulcanico o sismico.

Conoscenza macroscopica delle rocce

Tessitura delle rocce. Tiene conto della distribuzione degli elementi che sono insiti in una roccia (distribuzione dei minerali, composizione, grandezza).

Le rocce sono degli aggregati naturali di uno o più minerali

• Monomineraliche.

Travertino• Polimineraliche. Granito