Magma e Vulcanesimo
magma Il magma è una miscela di minerali silicati fusa, comprensivo anche di vapore acqueo, anidride carbonica e vari tipi di gas (anidride solforosa, acido cloridrico, idrogeno, ecc.) in percentuali variabili. Possono essere presenti anche fenocristalli solidi, ed altri componenti. Il magma è presente solo in situazioni ipogee. Quando il magma fuoriesce dalla crosta attraverso apparati vulcanici diviene lava, perdendo i componenti volatili quali acqua e gas disciolti.
Pahoehoe lava flow, Hawaii.
Underwater pahoehoe lava flow, Hawaii.
formazione del magma Un magma viene generato in seguito a processi di fusione parziale che avvengono generalmente nel mantello superiore (magmi primari), ma anche nella crosta (magmi secondari o di anatessi).
formazione del magma Aumento della Temperatura Riduzione della pressione (in seguito a movimenti della litosfera) Aumento del contenuti di acqua (che provoca un abbassamento del punto di fusione dei silicati)
diapiri magmatici
Classificazione dei magmi secondo la loro composizione Magmi acidi o sialici. Sono ricchissimi in silicio e alluminio, danno origine a rocce con densità intorno a 2,7 g/cm 3, tenore di silice oltre il 65% in peso. Sono molto viscosi. Le rocce derivate da questi magmi sono dette sialiche. Magmi intermedi. Hanno un tenore di silice intermedio (dal 52% al 65% in peso di silice) e danno origine a rocce neutre. Magmi basici e ultrabasici. Hanno una quantità bassa di silice (inferiore al 52%) ma sono relativamente più ricchi in ferro e magnesio; sono i meno viscosi; danno origine a rocce femiche e ultrafemiche con densità prossima a 3 g/cm 3
classificazione dei magmi in relazione Magmi primari: alla loro formazione Si formano per fusione parziale del mantello terrestre. Sono magmi femici o ultrafemici. Temperatura elevata (1.000 1.600 C) Poveri di vapore acqueo e gas. Densità 3 g/cm 3
classificazione dei magmi in relazione alla loro formazione Magmi secondari (o di anatessi): Si formano in condizioni particolari di subduzione della crosta terrestre che porta a fusione parziale delle rocce. Tenore di silice elevato. Magmi neutri o sialici. Temperatura compresa tra 600 C e i 1.000 C. Ricchi di apore acqueo e gas. Densità 2,7 g/cm 3
viscosità La viscosità di un magma è la resistenza che questo oppone al flusso. La viscosità del magma è fortemente influenzata dalla struttura interna dei minerali silicatici, quelli fortemente polimerizzati (maggiore tenore di silice), hanno un'elevata viscosità. L'eventuale presenza di vapore acqueo e gas, producendo una sorta di schiuma, aumenta la viscosità, Inoltre maggiore la temperatura, minore la viscosità.
viscosità Date le loro caratteristiche i magmi femici (o basici) sono poco viscosi, molto fluidi, e pertanto veloci nell'attraversare la crosta terrestre. Da essi derivano le lave che solidificando danno origine a rocce effusive femiche come i basalti che rappresentano il 40% delle rocce della crosta terrestre.
viscosità I magmi neutri e sialici sono viscosi e tendono a solidificare all'interno della crosta terrestre formando un plutone, rocce intrusive neutre o sialiche. Raggiungono raramente la superficie terrestre e quando ciò accade, avviene in modo violento ed esplosivo. Si formano sia per anatessi (fusione parziale del mantello terrestre) o per differenziazione magmatica in seguito a cristallizzazione frazionata (lenta risalita e il raffreddamento progressivo di un magma femico che perde via via i minerali più femici).
plutoni
batoliti Half Dome, a granite monolith in Yosemite National Park and part of the Sierra Nevada batholiths
Gruppo dell Adamello, Val Camonica batoliti
vulcanesimo Emissione attraverso fenditure della crosta terrestre di lave, gas e vapori, materiali solidi piroclastici. Il Vulcano è la fenditura, ma nel linguaggio comune spesso è sinonimo di edificio vulcanico.
eruzione vulcanica Avviene quando nella camera magmatica la pressione supera la pressione litostatica. Il gas è il motore fondamentale delle eruzioni. Cause principali: Arrivo di nuovo magma Aumento della pressione esercitata dai gas Diminuzione della pressione litostatica
Prodotti delle eruzioni vulcaniche Lave Piroclasti Gas
piroclasti Classificabili in base alle dimensioni (polvei, ceneri, lapilli, bombe) Criteri di deposito: Caduta gravitativa Colate piroclastiche nubi ardenti lahars ondate basali (base surge)
gas Fino al 5% totale della massa del magma. La loro espansione trascina il magma lungo il condotto causando l eruzione. Vapor d acqua, biossido di carbonio, anidride solforica e solforosa, acido cloridrico, ammoniaca.
vulcani Si classificano secondo la struttura in: Vulcani ad attività lineare (eruzioni lineari) Vulcani ad attività centrale (eruzioni centrali)
CLASSIFICAZIONE BASATA SUL TIPO DI ERUZIONI: Influenzano la morfologia e dipendono dalla viscosità a dalle condizioni chimiche
vulcani ad attività lineare
Eruzione tipo islandese La lava femica, molto fluida, fuoriesce da lunghe fessure aperte nella crosta si espande in ampie coltri, originando grandi superfici basaltiche (plateaux)
margini divergenti
dorsale medio atlantica
Eyjafjallajökull (marzo 2010) Eyjafjallajökull 3 marzo 2010
struttura dei vulcani centrali Vulcani a scudo Stratovulcani Vulcani di scorie
struttura dei vulcani centrali
struttura dei vulcani centrali Camera magmatica: situata a debole profondità (tra i 2 e i 10 km) raccoglie il materiale incandescente proveniente dall'area di alimentazione. Condotto principale: canale lungo decine di km che mette in comunicazione l'area di alimentazione, zona del mantello in cui si forma il magma, con la superficie Apparato vulcanico: detto impropriamente vulcano, non è altro che il monte formatosi grazie all'accumulo di materiale fuoriuscito dal cratere Cratere principale: apertura del camino in superficie talvolta accompagnato da crateri secondari posti ai lati dell'edificio vulcanico
vulcani a scudo
vulcani a scudo Vulcanesimo effusivo, magma femico, lava fluida. Eruzione di tipo Hawaiano Sono grandi edifici vulcanici di forma appiattita. Hanno una limitata attività esplosiva ed eruttano lave molto fluide, in grado di scorrere per molti chilometri in larghe colate prima di consolidarsi. La loro sommità è un ampia depressione chiamata caldera (dallo spagnolo «pentolone»), delimitata da ripide pareti. Ciò è dovuto al collasso del fondo, che rimane senza sostegno a causa del veloce svuotamento della camera magmatica.
Il Mauna Kea in primo piano e sullo sfondo il Mauna Loa, vulcani a scudo delle Hawaii
Vulcano Kilauea, Hawaii: caldera
Kilauea, Hawaii
Kahaualea, Haw
Pahoehoe lava
hot spot
stratovulcani
stratovulcani Alternano attività effusiva con attività esplosiva Magmi di diversa composizione a seconda del tipo di attività
stratovulcani
margini convergenti - subduzione
attività di tipo stromboliano Magma femico-intermedio Alternanza di attività effusiva ed esplosioni non violente. La lava a volte fluida a volte viscosa, ristagna periodicamente nel cratere, dove inizia a solidificarsi. Al di sotto della crosta solida si accumulano i gas, che via via si liberano dal magma. La loro pressione cresce fino a far saltare la crosta, provocando modeste esplosioni che lanciano in aria brandelli di lava fusa.
Stromboli
Stromboli
Stromboli sciara del Fuoco
attività di tipo vulcaniano Magma intermedio o sialico, lave andesitiche o riolitiche viscose. Attività prevalentemente esplosiva. La lava è molto viscosa, per cui i gas si liberano con difficoltà. La lava solidifica nella parte alta del condotto, dove si forma un tappo; mancano quasi totalmente le colate laviche. I gas impiegano tempi più lunghi per raggiungere pressioni sufficienti a vincere l ostruzione; quando ciò avviene, l esplosione è violenta.
Isola di Vulcano
Vulcano, cratere grande
Anak Krakatoa eruzione di tipo vulcaniano, 23 novembre 2007.
Anak Krakatoa eruzione di tipo vulcaniano, 24 novembre 2007.
attività di tipo pliniano Magma viscoso. Esplosiva. Attività vulcanica caratterizzata dall estrema violenza dell esplosione iniziale, che svuota rapidamente un gran tratto del condotto superiore. Il magma può allora risalire con grande velocità da zone profonde, causando un esplosione all uscita dal cratere e dissolvendosi in una gigantesca ondata basale di gas e piroclasti di piccole dimensioni. base surge
Base Surge, Redoubt Volcano, Alas
Pompei 79 dc, 24 agosto
Vesuvio, 23 marzo 1944
attività di tipo pelèeiano Magma molto viscoso. Attività esplosiva violenta. E caratterizzata dall emissione di lava ad altissima viscosità, che viene spinta fuori dal condotto già quasi solida. Forma cupole e torri alte qualche centinaio di metri. Dalla base di queste protrusioni possono fuoriuscire grandi nuvole di gas e vapori caldissimi, che portano in sospensione notevoli quantità di ceneri e di lava finemente polverizzata. nubi ardenti
Mt. Pelee, Antilles, May 8, 1902 eruption
The eruption killed 30,000 people and destroyed the city of St. Pierre
Mount St. Helens, stratovulcano Washington state, USA.
eruzioni freatiche Emissione con violente esplosioni di enormi attività di vapore. Esplosione freato-magmatica: Krakatoa isola di 9 km (1883 Morti 35.000)
Geografia dei vulcani I vulcani attivi oggi sono circa 600.
Etna
Etna 30 luglio 2011
Etna 30 luglio 2011
Etna, 22 febbraio 2013,attività effusiva basaltica.
Vulcanesimo secondario Sorgentitermali Solfatare fumarole Soffioni boraciferi Geyser