Terremoti e vulcani Pag. 1

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1 Terremoti e vulcani Pag. 1 I TERREMOTI Un terremoto, o sisma, è un'improvvisa vibrazione del terreno prodotta da una brusca liberazione di energia che si propaga in tutte le direzioni (come una sfera) sotto forma di onde. Cos'è questa energia? L energia del terremoto è energia elastica, liberata dalla roccia, che si trasforma in energia meccanica. Come si produce questa energia? Se una porzione di roccia inizia a deformarsi in un primo momento cerca di resistere accumulando energia elastica. Quando le forze che causano la deformazione diventano eccessive, la roccia si spezza e si ha un brusco spostamento delle due parti; l'energia accumulata durante la deformazione viene liberata sottoforma di energia meccanica. Il punto in cui si verifica la frattura o lo spostamento che genera il terremoto si chiama ipocentro; il punto corrispondente sulla superficie lungo la verticale si chiama epicentro. Dove si disperde questa energia e come si propaga? Di solito queste rotture, ed i conseguenti spostamenti, si hanno lungo linee preferenziali chiamate faglie. L energia liberata si disperde nel terreno, dall'ipocentro in tutte le direzioni, in forma di onde (in parte anche sotto forma di calore) che si dividono in onde P, onde S e onde L. Le onde P (primarie o longitudinali) viaggiano alla velocità di km/h; comprimono e rilasciano il terreno lungo la loro direzione di propagazione. Provocano oscillazioni orizzontali di compressione e rarefazione del terreno dette, anche, scosse ondulatorie 1. Le onde S ( secondarie o trasversali) si propagano orizzontalmente alla velocità di km/h, ma fanno muovere il terreno verticalmente e non possono viaggiare nei liquidi 2 1 Le onde P sono simili alle a quelle provocate da una molla che viene, alternativamente, compressa e allungata. 2 Le onde S sono simili a quelle di una corda che legata da una parte viene fatta oscillare.

2 Terremoti e vulcani Pag. 2 Le onde L (lunghe o terziarie) si trasmettono orizzontalmente in superficie alla velocità di circa km/h e producono oscillazioni orizzontali del terreno in direzione perpendicolare a quella di propagazione. Le onde lunghe arrivano per ultime, ma sono quelle che provocano i danni peggiori. Come si scarica l energia? L energia di solito si scarica con una forte scossa principale, per lo più preceduta da piccole scosse premonitorie (dette foreshocks) e seguita da una serie di numerosissime scosse dette repliche. Ma qualche volta i terremoti si possono manifestare direttamente con la scossa principale e sono i più pericolosi. Come si misurano le onde sismiche? Per misurare le onde sismiche si usa il sismografo. Il sismografo è uno strumento formato da un rotolo di carta e un "pennino" che scrive sulla carta. Il pennino è tenuto sospeso da una molla che lo mantiene nella stessa posizione. Durante il terremoto il rotolo di carta andrà su e giù seguendo i movimenti del terreno; il pennino sta più o meno nella stessa posizione perché la molla, a cui è attaccato, assorbe i movimenti del terreno e non li trasmette a questo. Fig. 7 Fig. 5-6 Cosa sono le faglie? Una faglia è una frattura nel terreno, profonda anche vari chilometri, lungo la quale avvengono i movimenti del terreno. Infatti una faglia non è altro che una linea di minore resistenza della roccia sottoposta a pressioni e quindi la rottura avviene sempre lungo questa linea.

3 Terremoti e vulcani Pag. 3 Maremoto Se l'epicentro è sui fondali marini, le onde sismiche si propagano nell acqua e provocano la formazione di onde che avvicinandosi verso la costa alla velocità di km/h diventano sempre più alte raggiungendo anche metri. Si parla di maremoto (chiamato anche tsunami). Bradisismo Il bradisismo è un fenomeno che si manifesta con un lento spostamento verticale della crosta terrestre. Questo fenomeno provoca modifiche della linea del litorale. Il fenomeno si definisce bradisismo positivo, se la costa si abbassa e il mare; bradisismo negativo, se la costa si alza e il mare retrocede. In Italia il fenomeno del bradisismo è presente soprattutto il Campania nell'area dei Campi Flegrei. Fig. 8

4 Terremoti e vulcani Pag. 4 I VULCANI I vulcani sono fratture della crosta terrestre dalle quali fuoriesce in modo discontinuo materiale fuso, chiamato magma. Il magma si raffredda formando la roccia effusiva chiamata lava. A volte il magma si ferma entro la crosta terrestre e, raffreddandosi lentamente, da origine alle rocce plutoniche o intrusive. Se le rocce intrusive occupano grandi spazi prendono il nome di batoliti (dal Greco βαθύς = esteso + λίθος = pietra) Struttura di un vulcano Un vulcano è formato da: una camera magmatica, è un deposito temporaneo sotto la superficie terrestre in cui il magma si raccoglie e vi rimane per un periodo di tempo variabile; quando la camera si svuota in seguito ad una eruzione, il vulcano può collassare e dar vita ad una caldera (Alcune caldere ospitano dei laghi, esempio il lago Bolsena e lago di Bracciano). Le camere magmatiche si trovano tra i 10 e i 50 km. Cratere, è la depressione circolare al vertice di un cono vulcanico. Alcuni crateri di vulcani spenti ospitano dei laghi (Lago Albano e lago di Nemi, Lago di Vico, ) Camino vulcanico, condotto vulcanico che collega la camera magmatica con la superficie terrestre. Cratere del Vesuvio Caldera

5 Terremoti e vulcani Pag. 5 Classificazione dei vulcani In base al tipo di eruzione posso essere: lineari, se la lava eruttata proviene da fessure della crosta, in corrispondenza, ad esempio, di una dorsale oceanica, dove i margini delle placche si allontanano; centrali, se si ha un camino centrale; sono frequenti lungo i margini convergenti delle placche, in corrispondenza di aree orogeneticamente attive. In base alla struttura dell apparato vulcanico si hanno: vulcani a cono, se si sviluppano in prossimità di un condotto circolare dal quale fuoriesce direttamente il materiale eruttato (Stromboli e Vesuvio). vulcani a scudo o hawaiani, che hanno edifici molto estesi con una base larga anche centinaia di chilometri e versanti poco ripidi. Sono caratterizzate da grandi eruzioni di magma molto fluido. Vulcani a strato o Vulcani hawaiani Stromboliani con eruzioni debolmente esplosive e pulsanti: la lava ristagna nel cratere solidificando, ma quando la pressione del gas è sufficiente, si ha un esplosione che scaglia detriti solidi che andranno a costruire l'edificio vulcanico. vulcaniano, con lave molto viscose ed eruzioni esplosive: si levano colonne di gas, ceneri e lapilli a forma di fungo; esempio il Vesuvio. peleano, si tratta dei vulcani più catastrofici: possono restare quiescenti per tempi lunghissimi, e, quando esplodono, rovesciano verso valle una nube ardente ad elevatissima velocità che non lascia via di scampo. Il nome di questi vulcani si deve al vulcano La Pelée nell'isola della Martinica, che ne 1902 causò la morte di persone del capoluogo Saint Pierre, tutti i suoi abitanti. I plateau, vulcani lineari, sono immensi tavolati costituiti dalla sovrapposizione di strati di eruzioni successive. Selciato del Gigante. Questa superficie, formata da circa colonne di basalto, è il risultato di una antica eruzione vulcanica nella contea di Antrim. Le colonne sono con sei, con quattro, cinque, sette e otto lati.

6 Terremoti e vulcani Pag. 6 Vulcano Stromboliano Vulcano Peleano Tipo vulcaniano In base alla loro attività possono essere: attivi, quiescenti e spenti. attivi, attualmente in eruzione o che lo sono stati fino a tempi recenti e che possono riprendere l eruzione in qualsiasi momento; quiescenti, non danno segni di attività eruttiva da tempi abbastanza lunghi da essere considerati non pericolosi. Ii vulcani quiescenti possono però emettere gas o vapori, come il Vesuvio, in Campania; spenti, se non manifestano alcuna attività da molti secoli, come quelli laziali, i cui crateri sono occupati da laghi (laghi di Bolsena, di Vico, di Bracciano, di Albano e di Nemi). Materiali emessi dai vulcani I materiali emessi dai vulcani sono: Lava, rocce allo stato solido Piroclasti, prodotti vulcanici solidi emessi nel corso delle eruzioni esplosive. I piroclasti hanno nomi diversi a seconda della loro origine e delle loro dimensioni: ceneri (Ø inferiore ai 2 mm), lapilli (Ø compreso fra i 64 e i 2 mm), bombe (Ø superiore ai 64 mm). Gas disciolti nel magma: vapore acqueo (H 2 O), l anidride carbonica (CO 2 ), l anidride solforosa (SO 2 ), l acido cloridrico (HCl), l acido solfidrico (H 2 S), idrogeno (H 2 ), il metano (CH 4 )... Composizione dei magmi La composizione dipende dalla percentuale di silice (SiO 2 ) che contengono. I magmi sono classificati in: acidi: contengono più del 65% di SiO 2, hanno un alta viscosità e per questo raramente riescono ad emergere all esterno, e si solidificano nelle profondità dando origine a plutoni. Se fuoriescono sono responsabili di fenomeni esplosivi. neutri: contengono fra il 52 e il 65% di SiO 2, sono detti andesitici e hanno caratteristiche intermedie fra i magmi acidi e quelli basici.

7 Terremoti e vulcani Pag. 7 basici: contengono meno del 52% di SiO 2, sono ricchi di silicati di magnesio e ferro, hanno una bassa viscosità, scorrono velocemente e rilasciano in modo tranquillo i gas disciolti; la loro emissione non è accompagnata da fenomeni esplosivi. Distribuzione dei vulcani I vulcani sono distribuiti principalmente lungo i margini delle zolle e soprattutto lungo i margini di subduzione. Alcuni invece si possono trovare lontani da questi margini attivi, come quelli dell'arcipelago delle Hawaii, che sono associate agli hot spots, fessurazioni della crosta attraverso le quali il magma risale direttamente dal mantello. Infatti dal mantello possono salire masse di magma, a forma più o meno colonnare, che "perforano" la crosta dando origine a un vulcano. Questa colonna di magma rimane fissa perché è creata da un punto più caldo del mantello profondo. E' la zolla sovrastante che si muove sopra questo punto caldo facendo apparire una serie di vulcani più o meno allineati (fig. 5). Uno stesso punto caldo ha dato origine, in passato, a una lunghissima serie di vulcani, più o meno allineati, diventati oggi spenti e sottomarini, che si estende dalle Hawaii alle Aleutine per oltre 5000 km.

8 Terremoti e vulcani Pag. 8 Vulcanesimo secondario Geyser sono getti di acqua bollente e vapore acqueo a carattere intermittente, dovuti al surriscaldamento dell acqua freatica a contatto con una zona ad alta temperatura; le sorgenti termali sono sorgenti di acqua freatica che sgorga ad alta temperatura. Solfatara sono emissione di vapore acqueo, anidride carbonica, idrogeno solforato. Sono manifestazioni legate a vulcani in stato di quiescenza o prossimi all'estinzione. Soffioni sono getti naturali di gas, soprattutto di vapor d'acqua accompagnato da anidride carbonica, ammoniaca, acido solfidrico, acido borico, gas nobili, che escono da fessure del suolo a una temperatura di C e a una pressione di 1-6 atmosfere. I soffioni sono manifestazioni legate a masse magmatiche profonde in via di consolidamento. Fumarole sono emissioni di gas dal terreno fessurato, sono presenti anche dopo molto tempo dalla cessazione dell attività eruttiva. Bradisismi sono movimenti di innalzamento o di abbassamento verticali del suolo dovuti all assestamento di una camera magmatica che non giace a grande profondità; molto conosciuti sono i bradisismi di Pozzuoli.