I vulcani e la loro attività
Un vulcano è una fenditura nella crosta terrestre, attraverso cui il magma arriva in superficie durante un’eruzione.
Le fratture eruttive del vulcano Bardarbunga in Islanda
Che cos’è il magma?
Il magma è una sostanza naturale che deriva dalla fusione di materiale roccioso. È costituito da una fase liquida a base di silice (SiO2), una fase solida (cristalli e frammenti di rocce) e una fase gassosa (H2O, CO2, composti dell’idrogeno, dello zolfo, dell’ossigeno ed elementi rari).
Il Vesuvio nel 1944
Dove e perché si forma un vulcano
Il calore dell’interno della Terra viene disperso attraverso l’attivazione di celle convettive che, nel loro moto, trascinano il materiale che costituisce i diversi strati di cui la Terra è composta.
Lo strato più esterno, la litosfera (costituita dalla crosta e dalla parte più superficiale del mantello), viene solo parzialmente coinvolto nel moto convettivo e reagisce in maniera fragile alle sollecitazioni che ne derivano, frammentandosi in una serie di zolle che si spostano andando alla deriva.
La litosfera del pianeta è divisa in circa sedici zolle.
La maggior parte dei fenomeni sismici e vulcanici si concentra lungo i margini delle zolle, anche se è possibile che tali attività abbiano luogo al loro interno, a grande distanza dai margini che le delimitano.
I vulcani e i margini delle zolle
In base al movimento reciproco tra zolle, i margini si dividono in:
a) Margini convergenti intraoceanici
b) Margini convergenti oceano/continente
c) Margini divergenti oceanici
d) Margini divergenti continentali
In ciascuno di questi ambienti è possibile che si formino vulcani.
MARGINI CONVERGENTI
intraoceanici – continente/oceano
Il vulcano Sakurajima in Giappone - Il vulcano Calbuco in Cile
MARGINI DIVERGENTI
oceanici – continentali
La dorsale medio-atlantica - Il vulcano Ertha Ale in Etiopia
All’interno delle placche (oceaniche o continentali) i vulcani si formano nelle zone di hot spot, dove si ha risalita di cosiddetti “pennacchi caldi” dal mantello.
INTERNO DELLE PLACCHE
oceaniche – continentali
vulcano Mauna Loa nelle Hawaii - Il vulcano Cameroon in Africa
Quando il magma raggiunge la superficie esterna del pianeta si ha un’eruzione.
Un’eruzione può verificarsi tramite l’espulsione di magma sotto forma di un liquido che scorre lungo la superficie. In questo caso l’eruzione viene detta effusiva, e il suo prodotto è una colata lavica.
Oppure tramite la violenta espulsione di miscele di gas e materiale solido o parzialmente fuso. In questo caso l’eruzione viene detta esplosiva e determinerà la deposizione di una grande varietà di prodotti piroclastici.
La forma dei vulcani
I materiali eruttati tendono ad accumularsi attorno al centro di emissione, formando edifici vulcanici di forma e dimensioni variabili a seconda della dinamica eruttiva, del tipo e della quantità di materiali emessi, e della durata dell’attività vulcanica.
Vulcani a scudo
Mauna Loa (Hawaii) - Meghezez (Etiopia)
Duomi lavici
Il Castello d’Ischia - Showa Shinzan (Giappone)
Stratovulcani
Osorno (Cile) - Stromboli (Italia)
Coni di scorie
Cono di scorie in Etiopia - Coni di scorie sull’Etna
Coni e anelli di tufo
Cono di tufo di Nisida (Italia) - Anelli di tufo (Arabia Saudita)
Caldere
Eruzioni fortemente esplosive, alimentate da enormi volumi di magma, possono causare la formazione di strutture depresse nella superficie terrestre dette caldere, che possono occupare aree di centinaia di km2.
Aniakchak (Alaska) - Fantale (Etiopia)
Maar
A seguito di particolari eruzioni esplosive, può accadere che non si abbia quasi accumulo di materiali attorno alla bocca eruttiva: in questo caso, non si formerà un edificio vulcanico ma si avrà semplicemente la formazione di un cratere.
Maar Ukinrek (USA) - Porto d’Ischia (Italia)
I prodotti delle eruzioni effusive
Nelle eruzioni effusive si ha la tranquilla emissione di lave, che scorrono al suolo
raggiungendo distanze via via maggiori dal centro eruttivo, in funzione della quantità di magma eruttata nell’unità di tempo, della pendenza del substrato e, soprattutto, della viscosità.
Le eruzioni effusive generano colate di lava che possono avere forme e dimensioni molto variabili, con caratteristiche strutture superficiali e interne, che ne consentono la classificazione
Lave poco viscose formeranno colate molto fluide con superfici lisce o ondulate,
con strutture a “corde”, che vengono denominate “pahoehoe”.
All’aumentare della viscosità le lave tendono a frammentarsi lungo il cammino, formando colate dette “aa”, caratterizzate da superfici irregolari e scoriacee.
In queste colate il fronte, durante il lento movimento in avanti, diventa progressivamente più acclive, fino a collassare, producendo grandi quantità di materiale autobrecciato, che viene sospinto in avanti dal corpo della colata come sotto la spinta di un bulldozer.
Lave estremamente viscose tendono a non scorrere affatto, accumulandosi al di sopra del centro eruttivo e formando strutture tozze che prendono il nome di cupole o duomi lavici.
I prodotti delle eruzioni esplosive
Nelle eruzioni esplosive il rapido rilascio e la decompressione dei gas magmatici, o l’istantanea vaporizzazione di acqua esterna, determina la frammentazione del magma prima che questo venga a giorno e la sua espulsione sotto forma di miscele di gas e particelle solide e liquide.
La frammentazione esplosiva del magma causa la produzione di elementi solidi detti piroclasti o frammenti piroclastici. In base alle loro dimensioni, i frammenti
piroclastici vengono suddivisi, dai più grossolani ai più sottili, in blocchi (o bombe), lapilli e ceneri.
L’accumulo di questi frammenti, secondo diversi meccanismi di trasporto e deposizione, determina la formazione dei depositi piroclastici, che si distinguono in depositi da caduta e depositi da corrente piroclastica.
Le eruzioni esplosive si possono classificare in base a parametri quali l’esplosività e l’altezza della colonna eruttiva. Eruzioni più violentemente esplosive formeranno colonne eruttive più alte, composte da particelle sempre
più fini, che disperderanno i loro prodotti a distanze sempre più grandi dal vulcano che le ha prodotte.
