Geologia del Vulcanico

DEPOSITI DI CADUTA

DEPOSITI DI CADUTA

I depositi di caduta (PFD) sono il prodotto di una ricaduta, continua oppure discontinua, e

conseguente accumulo di frammenti piroclastici da una nube eruttiva oppure direttamente da

lanci balistici di singoli frammenti piroclastici incandescenti, fenomeni che si manifestano entrambi

durante un eruzione esplosiva.

Questi deposti, come detto prima, venendo a essere depositati per ricaduta, non risentono della

topografia preesistente e quindi tendono a mantellarla completamente, tranne che nei pendi ad

alto angolo, in quanto troppo ripidi perché l’angolo di inclinazione è superiore dell’angolo di attrito

interno del materiale (30-35°).

Essi vengono studiati perché:

 possono dare utili informazione sul tipo di eruzione che li ha generati.

 sono molto importanti, soprattutto quelli legati ad eruzioni di grande energia, per

ricostruire la storia eruttiva del vulcano, in quanto possono essere correlati su vaste aree,

grazie alla loro grande diffusione.

 Sono degli ottimi livelli guida all’interno delle successioni sedimentarie bacinali, in quanto

hanno una dispersione su scala globale. Perciò essi, soprattutto quelli legati ad eruzioni

molto potenti, possono essere utilizzati per la datazione assoluta delle sequenze.

 Al loro interno possono contenere dei blocchi balistici che durate l’impatto con il deposito

generano un cratere di impatto, chiamato sacca di impatto. Queste sacche sono molto

importati per lo studio di vulcani antichi, ormai inattivi, di cui non è più possibile

individuare l’edificio vulcanico, in quanto la loro particolare morfologia e disposizione ci

permette di ricostruire la direzione di provenienza e quindi stabilire con certezza

l’ubicazione del vulcano che ha generato il deposito.

Una cosa particolare da dire è che questi depositi sono associati sia a eruzioni di tipi esplosivo che

effusivo. 20

DEPOSITI DI CADUTA

Caratteristiche principali

Le caratteristiche principali dei deposti piroclastici di caduta sono:

 Spessore: esso dipende principalmente dalla quantità di materiale coinvolto, dall’energia

e la durata dell’eruzione e soprattutto dalla distanza dal centro eruttivo, più si è prossimi

ad esso, e più il deposito è spesso, mentre più ci si allontana è più esso è fine. Molto

spesso, si osserva un assottigliamento esponenziale con la distanza, cioè la variazione di

spessore è molto intensa nelle zone prossimali, mentre è più limitata nelle zone distali.

 Tessitura: ovvero come sono disposti i singoli frammenti tra di loro. In genere un deposito

può essere:

o massivo, cioè non presenta strutture, laminazione, non è gradato, ecc.

o stratificato.

La gradazione di un deposito è una caratteristica molto importante che ci da ottime

informazioni riguardanti l’eruzione stessa. Infatti una gradazione diretta è sintomo di un

abbassamento della colonna eruttiva, questo perché una colonna eruttiva alta presenta un

energia più intensa e quindi comporta la deposizione, in un determinato punto, di un

materiale più grossolano, mentre una colonna che si abbassa sempre più è sinonimo di un

energia minore e ciò comporta la deposizione di materiale via via sempre più fine. Perciò

l’abbassamento di una colona eruttiva comporta la formazione nel deposito di una

gradazione diretta, mentre viceversa, un innalzamento di essa, tende ad originare una

tipica gradazione inversa.

Molto spesso si ha la contemporanea presenza di una gradazione sia inversa che diretta

che ci fanno intuire le possibili continue oscillazioni della colonna eruttiva.

Inoltre essi presentano una tipica struttura granulo-sostenuto con clasti ben selezionati e

spigolosi, in quanto essi tendono a cadere singolarmente senza urtarsi gli uni con gli altri.

 Gradazione polimodale in cui sono presenti più mode che indicano la presenza di differenti

materiali.

 Downwind fining, ovvero una diminuzione di granulometria nella direzione di dispersione

del materiale (sotto vento) allontanandosi dal centro di emissione. Quindi allontanandosi

dal centro di emissione si osserva una progressiva diminuzione di spessore accompagnata

da una progressiva diminuzione della granulometria media del deposito. Questo si ha

perché si manifesta un cosi detto frazionamento eolico, cioè il vento fraziona il materiale,

quello grossolano cade prima, quello più fine viene spostato maggiormente dai venti.

Quindi c’è una forte dispersione del materiale in funzione della granulometria media. 21

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Principali tipologie di depositi di caduta

Esistono principalmente tra differenti tipologie di depositi di caduta:

 Subpliniano-Pliniano;

 Hawaiano-Stromboliano;

 Cineritici; che sono ceneri dovuti ad interazione di acque e magma (idromagmatiche).

Depositi Subpliniani-Pliniani

Sono depositi legati alla caduta di particelle, dalle colonne eruttive, di eruzioni con energie

elevate e sostenute con grandi quantità di materiale, ovvero eruzioni in cui il flusso di magma è

continuo per un periodo di tempo prolungato (ore/minuti). Quindi, eruzioni di questo tipo

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immettono nell’atmosfera elevate quantità di materiale (10 -10 kg/s) per un periodo di tempo

prolungato che si tende a disperdere secondo la direzione dei venti dominanti. Il risultato di

questo è che i depositi sono fortemente dispersi secondo una tipica dispersione a ventaglio. In

alcuni casi la direzione di dispersione si può modificare con la distanza, in quanto ad alte quote i

venti possono soffiare in direzioni differenti e quindi si può avere una dispersione variabile con la

distanza. 22

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Al contrario di quanto si possa immaginare, queste eruzioni ad alta energia generano, nelle aree

prossimali, depositi con spessori non tanto elevati (pochi metri) dovuto al fatto che la maggior

parte del materiale viene disperso su vaste aree. Questo permette, quindi, la formazione di

depositi non troppo spessi che presentano, però, una lenta diminuzione di spessore con la

distanza, cioè lo spessore diminuisce molto gradualmente con la distanza.

In base alle variazione granulometriche verticali si possono distinguere tre differenti categorie

principali:

 Deposito semplice: deposito continuo, non stratificato, a gradazione inversa formato da un

unico evento eruttivo in cui le condizioni rimango costanti.

 Deposito semplice-stratificato: derivano da colonne eruttive che oscillano nel tempo e che

possono dare delle stratificazioni tra deposti pomicei e cineritici. Si hanno, infatti, fasi in

cui si ha deposizione di pomici e fasi in cui si ha deposizione di ceneri legate a momenti o

di abbassamenti forti della colonna eruttiva o a collassi parziali di essa. Questo deposito è

legato ad un unico evento eruttivo in cui si hanno variazioni importanti delle condizioni

eruttive.

 Depositi multipli: deposito formato da più eventi in rapida successione, separati da brevi

intervalli di tempo di stasi. Questi depositi possono essere dispersi anche in direzioni

differenti in funzione, principalmente, della direzione del vento nei singoli eventi.

Essi si individuano facilmente, in quanto si hanno dei livelli cineritici leggermente erosi che

si originano durante le stasi di deposizione tra i singoli eventi. Questo perché quando una

colonna eruttiva si innalza, immette nell’atmosfera, un’alta concertazione di particelle fini,

che spesso funzionano da nuclei di aggregazione della pioggia. Ciò causa forti precipitazioni

sin-eruttive, che vanno ad agire direttamente suoi depositi cineritici appena deposti,

erodendoli.

I depositi prossimali pliniani di caduta, sono depositi che presentano caratteristiche differenti

rispetto a quelle già stabilite per i depositi di caduta. Infatti a differenza di quanto detto

precedentemente, essi sono mal classati in quanto in queste zone, l’effetto del vento, principale

responsabile della selezione dei clasti, è molto basso ed in più qui abbiamo caduta e deposizione di

particelle provenienti sia dalla colonna eruttiva (piccole) che da lanci balistici (particelle più

grossolane). Quindi in queste zone viene a cadere uno dei caratteri principali che caratterizza i

depositi di caduta, ovvero il grado di selezionamento dei depositi. 23

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Depositi Hawaiani-Stromboliani

Sono depositi di caduta originati da eruzioni, generalmente, basaltiche di media-bassa energia

che, a differenza da quelle Pliniane, immettono dei volumi molto bassi di materiale e soprattutto

senza una continua emissione di materiale, esse infatti si manifestano in maniera intermittente,

ad impulsi.

Come è facile intendere dal nome sono tipiche delle Hawaii e di Stromboli

Quanto detto è possibile osservarlo all’interno del seguente diagramma:

Qui si mettono in relazione due indici:

quello di dispersione (asse x) che indica

quanto è disperso un materiale e quello

di frammentazione (asse Y) che indica

quanto è fine un deposito. Questi due

indici ci esprimono l’energia

dell’eruzione, in quanto essa dipende

necessariamente da questi due

parametri. Infatti come si può osservare,

un deposito di tipo hawaiano-

stromboliano è un deposito

leggermente frammentato e poco

disperso sull’aerea circostante, il che ci indica che esso è chiaramente originato da eruzione con

energia non troppo elevata. Al contrario, quelli pliniani-subpliniani sono depositi molto più

frammentati e con una grande dispersione areale tutti indizi che ci indicano un’alta energia

eruttiva.

Questo è un ulteriore diagramma granulometrico che ci mostra la sostanziale differenza che esiste

tra un’eruzione pliniana e una hawaiana-stromboliana. Queste due curve granulometriche

mettono a confronto la

frammentazione di due

differenti eruzioni: quella

hawaiana del Kilauea (sinistra) e

quella subpliniana del Mt S.

Helens (destra). Sull’asse delle x

vi è la granulometria in Ø del

materiale coinvolto. Osservando

lo schema si nota che vi è una

netta differenza di

granulometria tra i due tipi di

eruzioni. In quella del Kilauea il

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90% del materiale va da 25 cm fino a qualche metro, mentre in quelle del Mt S. Helens la maggior

parte del materiale presenta dimensione < 30 micron. Quindi in queste eruzioni vi è una

frammentazioni completamente differente: in quella hawaiana la frammentazioni è pressoché

nulla e quindi uno scambio di calore è molto limitato (non si ha formazione di colonna eruttiva)

mentre in quella sub-pliniana la frammentazione è considerevole perciò riesce a scambiare