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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
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(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