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LAVA.

L’attività ignea effusiva

Quando si parla di attività vulcanica la mente evoca subito l’immagine di un monte a

forma di cono, dalla cui sommità fuoriescono nubi di vapore e scendono colate di

lava incandescente.

Magmi diversi danno origine a differenti tipi di eruzioni, queste a loro volta danno

origine a prodotti vulcanici differenti, e a differenti tipi di vulcani.

Caratteristiche dell’attività vulcanica

In realtà anche se a volte le eruzioni sono violente, in molti casi esse sono assai

tranquille. Tra i fattori che determinano la natura di un’eruzione ci sono la

composizione chimica del magma, la sua temperatura e la quantità di gas disciolti.

I primi due fattori influenzano principalmente la mobilità del magma, cioè la sua

viscosità. Quanto più un materiale è viscoso, tanto maggiore è la sua difficoltà di

scorrere. La mobilità della lava è influenzata dalle variazioni di temperatura: man

mano che una colata di lava si raffredda e cristallizza, perde la sua mobilità, e alla

fine si arresta.

Una delle maggiori differenze tra le varie rocce ignee, e quindi tra i magmi dai quali

esse si originano, è il contenuto in silice SiO . I magmi che producono rocce mafiche

2

(come il basalto) contengono circa il 50% di silice, le rocce a composizione felsica

(come il granito) contengono circa il 70%.

La viscosità del magma è strettamente legata al suo contenuto in silice: in genere,

quanto più alto è il contenuto in silice, tanto più elevata è la viscosità del magma.

Di conseguenza le lave basaltiche, a basso contenuto in silice, tendono a essere

molto fluide, mentre le lave a composizione granitica sono molto viscose e non

riescono a percorrere lunghe distanze.

Anche la quantità di gas contenuti nel magma influisce sulla sua mobilità: i gas

disciolti aumentano infatti la fluidità del magma.

A temperature dell'ordine di 1000°C e alla base pressioni che esistono in prossimità

della superficie, i gas disciolti si espandono fino ad occupare un volume centinaia di

volte maggiore di quello originario. I magmi basaltici molto fluidi permettono al gas

in espansione di salire verso l’alto e di fuoriuscire dal cratere con relativa facilità.

Al contrario, invece, di magmi ad alta viscosità ostacolano la fuoriuscita dei gas, i

quali raggiungono così pressioni molto elevate, prima di prorompere all’esterno con

grande violenza, provocando improvvise esplosioni.

L’eruzione vulcaniche e prodotti vulcanici

Anche se molti credono che il materiale più comunemente eruttato da un vulcano

sia la lava, ciò non sempre vero. Le eruzioni esplosive, che lanciano fuori enormi

quantità di frammenti di rocce, di bombe vulcaniche, di ceneri e di polveri finissime.

L’eruzione vulcanica immette nell’atmosfera una grande quantità di gas.

Per il loro basso contenuto in silice le lave basaltiche sono in genere molto fluide e

scorrono in colate e lingue ampie, ma di piccolo spessore. (Isole Hawaii)

LAVA PAHOEHOE (Hawaii): quando le fluide lave basaltiche si raffreddano e

cominciano a cristallizzare, sulla loro superficie si forma una crosta abbastanza

sottile e liscia, che viene trascinata dalla massa fusa sottostante in deflusso.

LAVA A CORDA (Vesuvio): se la colata fluida rallenta il flusso, la pellicola superficiale,

plastica, viene corrugata e forma una serie di pieghe, simili a quelle di un tendaggio

che venga raccolto a lato di una finestra.

LAVA A BLOCCHI: quando la lava è mediante viscosa, la superficie della colata, poco

plastica, si rompe in numerosi frammenti simili a scorie taglienti. Al crescere della

viscosità della lava, la crosta superficiale trascinata dal flusso sottostante si frantuma

in grossi blocchi spigolosi.

I dati ricavati da misurazioni effettuate su eruzioni hawaiane indicano che la frazione

gassosa è costituita per il 70% da vapore acqueo, per il 15% da anidride carbonica,

per un 5% da composti dell’azoto, pe un altro 5% da composti dello zolfo e in

percentuali inferiori, da cloro, idrogeno e argon.

Lo spiccato dualismo nel comportamento dei magmi, viscosi o fluidi, messo in

evidenza da Alfred Rittmann, determina la distinzione delle eruzioni in effusive ed

esplosive.

Eruzione effusive

Quando un magma basico, molto fluido e povero di gas disciolti, risale verso la

superficie lungo una frattura, l’anidride carbonica e il vapore acqueo in esso disciolti

si separano gradualmente al diminuire della pressione. Le bolle di gas e vapore si

espandono, favorite da bassa viscosità rendendo il magma spumeggiante.

Se il condotto è ostruito o meno, i gas nel magma fanno sì che esca con violenza

lasciando brandelli di lava in aria.

Quando i frammenti, raggiunto il suolo, raffreddano si saldano tra loro, scorie.

Dopo queste prime esplosioni la lava trabocca, formando fontane di lava con zampilli

di oltre 100 m.

La lava scorre in colate o si espande attorno a seconda dalla morfologia del terreno.

La durata può durare anche mesi o anni. A volte la lava che arriva in superficie si

raccoglie formando un lago di lava, sotto la sua superficie la lava può restare fusa per

anni.

Le eruzioni possono avvenire anche lungo i fianchi: eruzione laterale.

Eruzione esplosive

Nella risalita verso la superficie di magmi viscosi con alto contenuto in gas, questi

ultimi si liberano in bolle che però, per elevata viscosità del magma, non riescono ad

espandersi. Quando la pressione supera la resistenza dello spessore di materiale

sovrastante, avviene una violentissima esplosione e i gas surriscaldati, in rapida

espansione, trascinando via dalla parte alta condotto roccia sbriciolava e lava

polverizzata in minuscole goccioline. Si forma così una gigantesca nube

incandescente.

Questi nubi ardenti si muovono a velocità di oltre 100km/h e hanno un grande

potere distruttivo.

Se l’esplosione è diretta verticalmente, la nube sale vorticosamente per migliaia di

metri, con un boato pauroso; alla base della colonna che si innalza si osserva una

nube anulare in rapida espansione centrifuga, simile al base surge riconosciuto per

la prima volta nello studio delle esplosioni nucleari.

Quando la spinta dei gas si esaurisce, la colonna in ascesa “collassa” (eruzione S.

Elena, nube di ardente ricadente), cioè il materiale solido ricade in massa sul vulcano

e fluisce lungo i suoi pendii, formando una colata piroclastica capace di percorrere

velocemente decine di km, prima di arrestarsi e di formare un deposito piroclastico

o piroclastite.

I frammenti solidi espulsi dal vulcano hanno dimensioni che vanno da una polvere

molto fine della dimensione di sassolini fino ai blocchi e alle bombe vulcaniche.

I frammenti più minuti possono salire con i gas fino nell’alta atmosfera e rimanervi

per mesi, trascinati su grandi distanze dai venti: le polveri eruttate dal S. Elena sono

state seguite per ben due settimane da alcuni satelliti orbitanti.

Quando la nube ardente si forma per un’esplosione diretta lateralmente la

sospensione densissima di materiale solido e scende lungo il pendio con velocità

ancora più elevata e con forza devastante.

Si parla in tal caso di nube ardente discendente o di tipo peleano.

Il passaggio istantaneo dell’acqua dallo stato liquido a quello di vapore può produrre

una eruzione idro magmatica, di grande potenza. La nube trascina con sé i

frammenti delle rocce fatte saltare dall’esplosione, spesso con il meccanismo di base

surge. Per completare il quadro dell’attività esplosiva ricordiamo infine le eruzioni

sottomarine, meno note dei dettagli per ovvie difficoltà di osservazione, ma

certamente le più importanti per le enormi quantità di lava che vengono in

superficie a formare continuamente nuova crosta oceanica.

I magmi che alimentano tale attività sono in genere basaltici, quindi fluidi, ma la

pressione esercitata dall’acqua sovrastante impedisce la fuga tumultuosa dei gas e

vapori e la lava sgorga tranquillamente dalle fratture del fondo oceanico. A contatto

con l’acqua del mare, la lava si raffredda bruscamente in superficie e si riveste di una

tipica crosta vetrosa. La colata che si raffredda appare alla fine come una catasta di

sfere schiacciante, saldate tra loro, e si parla di pillow lava.

Tipi di eruzione

Tipo hawaiano: effusioni abbondanti di lava molto fluida. I gas si liberano in modo

1) tranquillo, ma a volte provocano la formazione di fontane di lava. Danno origine a

vulcani a scudo, come le Hawaii.

Tipo stromboliano: la lava, abbastanza fluida, ristagna nel cratere e si ricopre di

2) una crosta solida: i gas si raccolgono sotto tale crosta e a brevi intervalli la

mandano in frammenti con moderate esplosioni, lasciando in aria brandelli di

lava incandescente. I gas in violenta espansione risalgono attraverso la lava,

dando vita a fontane spettacolari.

Tipo vulcaniano: la lava di Vulcano è più viscosa di quella di Stromboli. I gas

3) impiegano molto tempo per raggiungere la pressione necessaria: l’esplosione

iniziale è molto violenta e scaraventa in alto lava polverizzata e ceneri in una

grande nube scura.

Tipo vesuviano: espulsione estremamente violenta del magma. La turbolenta

4) corrente di gas in ascesa fa svuotare bruscamente il condotto: altro magma risale

allora velocemente e si espande esplosivamente, uscendo dal cratere sotto forma

di minutissime goccioline: si forma così una gigantesca nube “a cavolfiore”.

Tipo peleano: la lava ad altissima viscosità forma una cupola o una torre. Dalla

5) base della torre partono a intermittenza nubi ardenti discendenti.

Tipo pliniano: è l’aspetto più violento delle eruzioni di tipo vesuviano. La colonna

6) di gas e vapori sale con gran forza per vari km, prima di espandersi in una grande

nuvola a forma di pino marittimo. Le particelle di lava trascinate in alto dai gas si

raffreddano bruscamente e ricadono come pomici su una vasta area.

I vulcani centrali

L’accumulo di materiale tutto intorno al punto di emissione forma una struttura

chiamata edificio vulcanico. Forme e dimensioni dei vulcani sono quanto mai

variabili non solo perché dipendono dai tipi di eruzione ma anche perché in uno

stesso luogo possono susseguirsi nel tempo eruzioni con caratteristiche diverse. Gli

edifici vulcanici che ne risultano possono essere da molto semplici, con un singolo

apparato o con numerosi apparati.

I vulcani centrali sono quelli in cui il materiale fuoriesce da una zona molto ristretta

della superficie con una fessura cilindrica. Elementi comuni ai vulcani centrali sono il

cratere e il condotto vulcanico che collega con la camera magmatica.

L’accumulo intorno al crat

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A.A. 2018-2019
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SSD Scienze della terra GEO/02 Geologia stratigrafica e sedimentologica

I contenuti di questa pagina costituiscono rielaborazioni personali del Publisher silverio di informazioni apprese con la frequenza delle lezioni di Geologia e studio autonomo di eventuali libri di riferimento in preparazione dell'esame finale o della tesi. Non devono intendersi come materiale ufficiale dell'università Università degli Studi di Cassino e del Lazio Meridionale o del prof Saroli Michele.