UNITA DIDATTICA SUL VULCANESIMO. UN NUOVO APPROCCIO AD UN TEMA CONSUETO Luciana Converso Campanaro Il tema del vulcanesimo fa sicuramente parte dei contenuti affrontati da ogni insegnante nel proprio corso di Scienze della Terra, sia per l interesse che tale argomento riveste in Italia, paese caratterizzato da elevato rischio vulcanico, sia per il collegamento che esso ha con la dinamica crostate, il cui studio ha preso avvio proprio dall'individuazione di fasce sismiche e vulcaniche coincidenti con i margini di placche litosferiche in movimento. Accanto a tali motivazioni di tipo pratico e culturale vi sono altre motivazioni di tipo metodologico e didattico che spingono a trattare questo argomento. Innanzi tutto il tema del vulcanesimo permette di evidenziare numerosi concetti strutturanti delle Scienze della Terra e di collegarli in una rete logica che servirà alla comprensione di molti altri argomenti. Esso infatti è espressione del flusso di energia che percorre la terra sotto forma del calore interno; è anello fondamentale del ciclo litogenetico, quindi del trasferimento e della trasformazione di materia, chiave della petrogenesi; è manifestazione della "vita" della terra intesa come sistema dinamico in continua evoluzione, capace di autocostruirsi e modificarsi nel tempo; è chiara espressione delle interconnessioni tra il mondo abiotico, biotico e antropico, in quanto è sulle lave che si è iniziata la vita, è fonte di materie prime e di energia geotermica, è agente di fertilità del suolo e modificatore del clima; il vulcanesimo inoltre collabora alla formazione di nuove terre ed è responsabile dell'origine del mare, dell'atmosfera primordiale e della crosta terrestre. Il tema del vulcanesimo infine ben si presta più di ogni altro argomento all applicazione dell approccio sistemico, il nuovo modello di interpretazione globale della realtà; infatti le interazioni e le retroazioni tra il geo-biosociosistema [1] possono facilmente esservi evidenziate, come si è visto dianzi. È possibile considerare non solo i collegamenti tra il ciclo litogenetico superficiale e profondo, con le trasformazioni cui le masse rocciose vanno incontro, e il ciclo dell acqua, ma anche i rischi ambientali connessi all attività vulcanica, le possibili risorse che da essa derivano, con importanti conseguenze sull economia dell uomo. Per tutte queste motivazioni dunque il vulcanesimo deve essere affrontato nella scuola, ma affrontato in modo nuovo e globale e assai più incisivo. Propongo così di tralasciare la tradizionale classificazione basata sulle diverse modalità di eruzione (hawaiana, stromboliana, vulcaniana, ecc.), riportata ancora da molti libri di testo, per puntare su 1
una classificazione strettamente collegata al dinamismo delle placche e alle trasformazioni in atto nella sottostante litosfera [2]. Essa ha il pregio, secondo me, della semplicità, del collegamento con quanto gli allievi studiano con maggior entusiasmo, e soprattutto tiene conto della globalità del sistema terra, in cui il fenomeno del vulcanesimo va inserito. La nuova classificazione da me proposta distingue un vulcanesimo di rift, tipico delle zone di distensione, da un vulcanesimo di subduzione, tipico delle zone di compressione, da un vulcanesimo di punto caldo, presente in zone non sollecitate. Utilizzando tale distinzione si noterà che ciascuno di questi tipi di attività magmatica sono confrontabili tra loro e presentano caratteristiche peculiari parallele ma contrapposte, che ne permettono un facile riconoscimento e un inquadramento assai semplice. Schematicamente le modalità dei tre tipi di vulcanesimo possono così essere riassunte e comparate: VULCANESIMO DI RIFT VULCANESIMO DI SUBDUZIONE VULCANESIMO DI PUNTO CALDO placche divergenti placche convergenti centro di placche non sollecitate sistemi di rift oceaniche eruzioni prevalentemente effusive eruzioni quasi continue archi insulari catene montuose fosse oceaniche eruzioni esplosive eruzioni improvvise e rade nel tempo isole nell oceano rift continentali eruzioni esclusivamente effusive eruzioni lente e continue eruzioni fissurali eruzioni centrali eruzioni areali vulcani sottomarini vulcani di terra ferma vulcani oceanici e continentali magma fluido magma viscoso magma molto fluido magma basico (serie toleitica) magma acido (serie calcalina) magma assai basico (serie alcalina) magma atmosferico magma anatettico magma del mantello profondo magma ricco di componenti volatili formazione di nuova crosta oceanica magma senza componenti volatili formazione di nuove terre e archi insulari magma con molti componenti volatili formazione di isole oceaniche 2
dorsali sottomarine vulcani a strato vulcani a scudo lava a cuscini prodotti piroclastici colate di lava dinamica costruttiva dinamica distruttiva dinamica costruttiva Forte di questa premessa ho cercato di strutturare il tema del vulcanesimo in una Unità Didattica, facilmente adattabile ad ogni tipo di scuola. Le abilità proposte dagli obiettivi sono indicate secondo la tassonomia del Bloom, dalle più semplici alle più complesse: conoscere (A1), comprendere (A2) applicare (A3), analizzare (A4), sintetizzare (A5), valutare (A6). Ciascun obiettivo corrisponde a specifici contenuti alla base delle conoscenze sul vulcanesimo. Le attività proposte sono obbligatoriamente non sperimentali, ma coinvolgono comunque gli allievi in modo diretto. Contenuti Obiettivi specifici Attività Strumenti 1. L interno della terra 1.1 Sapere che lo strato del mantello, l atmosfera, è costituito da materiale in stato di parziale fusione (A1) 1. Test per rimuovere le preconoscenze degli allievi Video cassette, diapositive, film 1.2 Comprendere che per effetto del calore interno e della pressione le masse rocciose in profondità possono fondere (= anatessi) (A2) 2. Tipi di magma 2.1 Dedurre l esistenza di due tipi di magmi originari: anatettico e astenosferico (A3) 2.2 Analizzare le differenze chimiche tra i due tipi di magmi (A4) 2.3 Distinguere le modalità di effusione di un magma acido e di un magma ferrico (A2) 2.4 Confrontare i tipi di lave e magmi con rocce ignee corrispondenti (A4) 2. Costituzione di uno schema comparato tra le caratteristiche fisicochimiche di un magma anatettico e astenosferico. Riconoscimento di rocce ignee di vario tipo Campioni di lava e rocce ignee 3. Le eruzioni vulcaniche 3.1 Sintetizzare il complesso di cause che portano alla risalita dei magmi (A5) 3.2 Riconoscere le cause scatenanti un eruzione vulcanica (A2) 3. Costruzione di uno schema comparato di effusione di lava balzatica e di magma sialico 4. Distribuzione e tipi di vulcanesimo 4.1 Individuare la distribuzione dei vulcani sul globo (A4) 4.2 Mettere in relazione le zone vulcaniche con i margini delle placche litosferiche (A3) 4. Localizzazione su un planisfero delle aree vulcaniche più significative e confronto con la Planisfero, carte sismiche e vulcaniche 3
4.3 Trovare corrispondenza tra distribuzione dei vulcani e dinamiche crostali di distensione, compressione, non sollecitazione (A3) distribuzione e il tipo di placche litosferiche 4.4 Suddividere il vulcanesimo secondo la dinamica crostale in: vulcani di rift, di subduzione, di punto caldo (A4) 4.5 Analizzare le differenze più significative tra i tre tipi di vulcanismo (A4) 4.6 Individuare i fenomeni collegati ai tre tipi di vulcanismo (A4) 5. Importanza del vulcanismo 5.1 Considerare l importanza che ha avuto il vulcanesimo nell evoluzione della terra: formazione di nuove terre, origine del mare, origine dell atmosfera (A6) 5.2 Valutare l importanza economica del vulcanesimo come fonte di materie prime, di energia geotermica, di fertilità del suole (A6) 5.3 Valutare il vulcanesimo come possibile agente modificatore del clima (A6) 5. Ricerca di dati dimostranti il volume di litosfera prodotto annualmente lungo i margini o all interno di placche e quello consumato: confronto e conclusioni. Ricerca di dati sullo sfruttamento di energia geotermica in Italia e nel mondo Articoli giornale riviste scientifiche di e 6. Rischi ambientali connessi col vulcanesimo 6.1 Valutare i rischi ambientali connessi all attività vulcanica (A6) 6.2 Valutare le conseguenze economiche di una possibile eruzione dei principali vulcani italiani (A6) 6. Identificazione attaverso l analisi della carta geografica d Italia delle antiche e delle recenti zone interessate a processi vulcanici in Italia e dei rischi connessi Carta geologica, articoli di riviste Bibliografia 1. L.C. Campanaro, Educazione all ambiente per l ambiente, Systema Naturae, n. 3, 1989. 2. R. Decker, B. Decker, I vulcani, Zanichelli, 1994. Pubblicato originariamente su Naturalmente, 1990, 3 (3), 17-18. C orrispondenze m igliori p er l itosfera d inamismo i nterazione 4
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