Edifici vulcanici, eruzioni e prodotti dell attività vulcanica Che cos è un vulcano I vulcani sono fratture presenti nella crosta terrestre, dalle quali fuoriesce in modo discontinuo ed ad intervalli più o meno regolari il magma, una massa di materiale fuso ed incandescente. Magma: roccia fusa mescolata a gas e vapori, tutti ad alte temperature. I magmi originano all'interno della crosta terrestre e nella parte alta del sottostante mantello. Essi si formano ogni volta che in profondità, si verificano particolari condizioni chimiche e fisiche, quali ad esempio aumenti di temperatura e diminuzione di pressione. Il mantello, però, non è la sola sorgente di magma; le rocce possono andare incontro a fusione anche in zone più profonde della crosta. Quando il magma risale in superficie perde gran parte dei gas e vapori che conteneva,si parla allora di lava. Quando la lava solidifica, in genere si accumula, fino a costituire un edificio vulcanico. I vulcani vengono distinti in: -vulcani centrali. Sono quelli più comunemente noti, perlomeno in Italia, dove se ne conoscono diversi esempi: l Etna, il Vesuvio, lo Stromboli. Il cratere è l estremità aperta in superficie del condotto vulcanico dal quale fuoriesce la lava. Il cono vulcanico è formato da strati di lava solidificata. La lava scende lungo le pendici del vulcano a formare nuovi strati. Il camino vulcanico mette in comunicazione l edificio esterno con l area di alimentazione. Il magma può anche non giungere in superficie e solidificarsi tra gli strati rocciosi. Nella camera magmatica il magma è rimescolato da correnti di convezione: il materiale più caldo e meno denso risale; quello più freddo e più denso scende. In alto, dove la pressione è minore, si raccolgono i gas che si libereranno poi dal magma. 1
-vulcani lineari I vulcani lineari si formano quando il magma risale per mezzo di fessure eruttive: delle spaccature che penetrano profondamente nell interno della Terra. I vulcani lineari si trovano soprattutto in corrispondenza delle dorsali oceaniche. Dorsale oceanica Crosta oceanica (solida) mantello superiore (solido) astenosfera (fascia del mantello superiore in piccola parte fusa) Materiale roccioso molto caldo ma solido Roccia in parte fusa I PRODOTTI DELL'ATTIVITA' VULCANICA I prodotti di un'attività vulcanica sono essenzialmente materiali aeriformi (gas e vapori) e materiali solidi (rocce ignee effusive e piroclastiti). Tra i materiali aeriformi i prodotti più abbondanti sono il vapor d'acqua e l'anidride carbonica. I materiali solidi sono le colate di lava e le piroclastiti, che si formano per accumulo di frammenti solidi di varia natura e dimensioni, espulsi dal vulcano nelle fasi esplosive dell'attività. I frammenti piroclastici sono classificati in base alle dimensioni. Si distinguono: polveri ceneri lapilli bombe 2
LA FORMA DEI VULCANI Con il tempo, le colate di lava solidificata e i materiali piroclastici fuoriusciti durante le eruzioni si accumulano intorno al condotto, formando un rilievo. La forma di un vulcano dipende fondamentalmente dal tipo di prodotti eruttati. Si riconoscono fondamentalmente due tipi di vulcano: I vulcani-strato sono un alternanza di colate di lava e di strati di materiali piroclastici eruttati dal condotto centrale durante le fasi esplosive. Quando le lave solidificano ostruiscono il condotto vulcanico e i gas devono raggiungere forti pressioni per poter rimuovere il «tappo» I vulcani scudo, come quelli delle Hawaii e dell'islanda, che hanno una forma appiattita, dovuta alla notevole fluidità delle lave eruttate. Queste lave contengono piccole quantità di gas e vapori, perciò le eruzioni sono poco violente. Queste lave sono in grado di scorrere per molti chilometri prima di consolidarsi. I più grandi vulcani terrestri sono del tipo a scudo. Sono edifici vulcanici larghi e con i fianchi poco ripidi. DIVERSI TIPI DI ERUZIONE Possiamo classificare i vulcani in base al tipo di eruzione, anche se in un medesimo vulcano possono succedersi nel tempo tipi di attività diversi. I fattori che influenzano il tipo di eruzione sono la viscosità del magma ed il contenuto in aeriformi, soprattutto acqua e anidride carbonica. I magmi e le lave che ne derivano possono avere composizioni chimiche diverse. 3
Su tale base i magmi si dividono in : I magmi acidi, ricchi in Silicio e Alluminio, hanno una quantità di silice che arriva ad oltre il 65% in peso. Le rocce che si formano sono dette sialiche o acide. Questi magmi sono viscosi. I magmi neutri hanno una composizione intermedia dal 52% al 65% in peso di silice e danno origine a rocce neutre. I magmi basici hanno una quantità di silice inferiore al 52% del peso, ma sono ricchi in ferro, magnesio e calcio. Tali rocce sono dette basiche o femiche. Questi magmi sono poco viscoso. I magmi ultrabasici hanno una percentuale di silice inferiore al 45% e le rocce a cui danno origine sono tutte di colore molto scuro e sono formate essenzialmente da silicati di ferro e magnesio. Il contenuto in acqua agisce attraverso la capacità di espansione «esplosiva» del vapore ad alte temperature, quando diminuisce la resistenza delle rocce attraverso le quali il magma sta risalendo. In base a queste differenze si può dare la seguente classificazione dei TIPI DI ERUZIONE. 1) In presenza di attività effusiva dominante (con magma fluido e contenuto in acqua variabile) si hanno eruzioni: di tipo hawaiiano; - di tipo islandese Fontana di lava Lago di lava colata di lava fessure Antiche colate laviche Vecchio condotto HAWAIANE: sono caratterizzate dall'emissione di lava molto fluida, che da origine a vulcani a scudo. In tali edifici la sommità è spesso occupata da un'ampia depressione, la caldera (dallo spagnolo, pentolone ), delimitata da ripide pareti e formata dal collasso del tetto della camera magmatica. Nelle fasi iniziali si possono produrre esplosioni con getti di materiale incandescente chiamate fontane di lava. Eruzioni di questo tipo sono caratteristiche delle Galapagos e dell'islanda. Uno degli esempi più studiati di vulcanesimo effusivo è quello delle isole Hawaii, giganteschi vulcani a scudo associati all'attività di un punto caldo. 4
2) Se l attività è mista, effusiva-esplosiva, ma si presenta prevalentemente in forma effusiva (con magma meno fluido), si hanno eruzioni: - di tipo stromboliano STROMBOLIANE: sono caratterizzate dall'attività persistente di fontane di lava. Sono diverse dalle eruzioni hawaiane, perchè la lava di composizione basaltica, è più viscosa e genera un'alternanza tra eruzioni effusive ed esplosive. 3) Se l attività è mista effusiva-esplosiva (con magma viscoso e contenuto in aeriformi elevato) qualunque sia il meccanismo con il quale si manifesta l'esplosioni (vulcaniano, peeleano, o pliniano), quando si arriva all'esplosione i gas roventi fuggono dal condotto con grande violenza e trascinano frammenti di rocce e lava polverizzata. Si forma così una nube ardente, una densa sospensione ad alta temperatura, oltre i 300 C, di gas, vapori e frammenti solidi, che sale in verticale a grandi velocità per migliaia di metri. I diversi tipi di eruzione sono: - di tipo vulcanico -di tipo pliniano VULCANICHE: sono caratterizzate da un meccanismo simile a quello stromboliano, solo che in questo caso la lava è più acida e viscosa e quindi libera con maggiore difficoltà i gas in essa presenti e la lava solidifica sulla sommità formando un tappo di grosso spessore. 5
PLINIANE: sono così chiamate dalla celebre descrizione che ne fece Plinio il Giovane dell'eruzione del Vulcano del 79 d.c. Sono eruzioni altamente esplosive che emettono grandi volumi di ceneri, lapilli. La colonna di vapori e gas esce dal condotto con una tale forza e velocità da salire in alto per alcuni chilometri e formano una nuvola, dalla quale ricadono a terre i materiali piroclastici. - di tipo pelèeano Nube ardente Nube di cenere PELEEANO: (dalla montagna di Pelée, sull'isola della Martinica) la lava ad altissima viscosità e temperatura relativamente bassa, viene spinta fuori dal condotto e forma cupole e torri alte qualche centinaio di metri. Dalla base sfuggono grandi nuvole di gas e vapori roventi, le nubi ardenti, che scendono come le valanghe lungo le pendici del vulcano. 4) Quando l attività è soltanto esplosiva (e si ha un interazione tra il magma e l acqua) si hanno eruzioni: - di tipo idromagmatico base-surge Rocce permeabili Falda freatica Rocce surriscaldate Rocce impermeabili Magma in risalita 6