VULCANI

i vulcani

I vulcani sono apparati che permettono la fuoriuscita di materiale dalle profondità della crosta terrestre o dalla parte più superficiale del mantello.
I materiali emessi sono:

la lava, rocce allo stato liquido;
i piroclasti, allo stato solido;
e, infine, gas.

MATERIALI ALLO STATO LIQUIDO

La composizione dei magmi è variabile, e, a seconda della percentuale di silice (SiO₂) che contengono, sono classificati in:

acidi: contengono più del 65% di SiO₂, sono detti sialici perché ricchi di silicati di alluminio, hanno un´alta viscosità e per questo raramente riescono ad emergere all´esterno, e si solidificano nelle profondità dando origine a plutoni; quando riescono a risalire all´esterno sono responsabili di fenomeni esplosivi; la risalita lenta determina un abbassamento della temperatura, così, al momento della fuoriuscita, il suo valore si aggira fra i 700 e i 900 °C;
neutri: contengono fra il 52 e il 65% di SiO₂, sono detti andesitici e hanno caratteristiche intermedie fra i magmi acidi e quelli basici.
basici: contengono meno del 52% di SiO₂, sono detti femici, perché ricchi di silicati di magnesio e ferro, hanno una bassa viscosità e per questo scorrono velocemente e rilasciano in modo ´tranquillo´ i gas disciolti; la loro temperatura iniziale si aggira intorno ai 1200 °C; la loro emissione non è accompagnata da fenomeni esplosivi.

MATERIALI ALLO STATO SOLIDO

I materiali solidi emessi dai vulcani si chiamano piroclasti (=frammenti di fuoco), e sono classificati in base alle dimensioni dei frammenti:

ceneri: Ø inferiore ai 2 mm
lapilli: Ø compreso fra i 64 e i 2 mm
bombe: Ø superiore ai 64 mm

pioggia di cenere ad Acitrezza (Foto Francesco Girone)

lapilli (Foto http://atlas.snet.gob.sv/atlas/files/volcanes/html/Flujos_Volcanicos.html)

pomice (Foto http://centros.edu.xunta.es/iesmendino/seminariobio/pumita.html)

Possono derivare dal rapido consolidamento della lava proiettata in modo esplosivo dall´eruzione, o possono essere frammenti dell´apparato vulcanico frantumato durante l´esplosione.

MATERIALI ALLO STATO AERIFORME

Disciolti nel magma si trovano il vapore acqueo (H₂O), l´anidride carbonica (CO₂), l´anidride solforosa (SO₂), l´acido cloridrico (HCl), l´acido solfidrico (H₂S), idrogeno (H₂), il metano (CH₄)...

IL CALORE DELLA TERRA

Nella crosta la temperatura cresce di 3 °C ogni 100 m (gradiente geotermico), successivamente la temperatura continua ad aumentare, ma più lentamente, fino a 3700 °C al confine fra mantello e nucleo, e raggiunge i 4200 °C, e forse più, al centro.
L'energia termica endogena della terra ha due origini:

un calore residuo ancora presente dal momento della sua formazione, imprigionato nella parte più interna, che è rilasciato molto lentamente, visto che le rocce fanno da isolante termico;
un calore generato dalle reazioni di decadimento lento di elementi radioattivi (uranio (U), torio (Th), potassio (K)) presenti nel mantello esterno e nella crosta.

A 1000 °C alla pressione atmosferica le rocce sarebbero allo stato liquido, ma, nelle profondità, l'enorme valore della pressione impedisce la fusione dei materiali. Non si dimentichi che, nonostante le elevate temperature, soltanto il nucleo esterno si trova allo stato liquido!
Nei punti di fragilità della crosta, laddove ci sono fratture o nei ´punti caldi´, a causa della riduzione della pressione o di altissime temperature, si formano delle cavità interne contenenti magma (roccia allo stato fuso) nel quale sono disciolte sostanze gassose.

DISTRIBUZIONE DEI VULCANI SULLA SUPERFICIE DELLA TERRA

distribuzione dei vulcani recenti. immagine www.vialattea.net

L´immagine evidenzia che i vulcani sono distribuiti principalmente lungo i margini delle zolle (come le aree a maggior sismicità) e in pochi casi in regioni interne alle zolle, nei cosiddetti hot spot, o punti caldi, dove sono collocati alcuni vulcani allineati, come le isole Hawaii.
Si ritiene che in alcune regioni del mantello, che rimangono fisse, ci siano dei punti ad alta temperatura con materiale fuso che si origina da pennacchi, i plume, provenienti dal nucleo: via via che le placche si spostano si genera un nuovo vulcano e il precedente 'invecchia'.

CRITERI DI CLASSIFICAZIONE DEI VULCANI

I vulcani possono essere classificati in base

all´attività;
al tipo di eruzione;
alla struttura dell'apparato vulcanico.

CLASSIFICAZIONE BASATA SULL´ATTIVITA´ VULCANICA

I vulcani possono essere:

attivi, attualmente in eruzione o che lo sono stati fino a tempi recenti e che possono riprendere l’eruzione in qualsiasi momento, come l´Etna, in Sicilia;
quiescenti, non danno segni di attività eruttiva da tempi abbastanza lunghi da essere considerati non pericolosi, i 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).

CLASSIFICAZIONE BASATA SUL TIPO DI ERUZUIONE

I vulcani possono 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, eventualmente ramificato, e prevalgono lungo i margini convergenti delle placche, in corrispondenza di aree orogeneticamente attive.

apparato vulcanico (da provincia di Pordenone - protezione civile)

Il modello mostra un vulcano ad eruzione centrale.
E´ presente una camera magmatica che può trovarsi fra i 10 e i 50 km di profondità e che contiene rocce fuse miste a gas.
Dal camino centrale il magma risale verso la superficie sotto la spinta della minore densità e della pressione esercitata dai gas disciolti.
Il camino può ramificarsi in condotti secondari. All´esterno i camini terminano con un cratere.
L´edificio vulcanico è costruito dalle eruzioni che via via si verificano, ed è costituito da un alternarsi di strati di lava consolidata e di piroclastiti; è la struttura tipica degli stratovulcani.
Sul fianco del vulcano si vede scorrere la colata lavica, che può procedere più o meno velocemente, a seconda della viscosità del materiale.
Oltre alla lava sono emessi gas e proiettati frammenti solidi.
Svuotata la camera magmatica, si può avere il collasso del materiale e la formazione di una depressione nella parte centrale del vulcano, chiamata caldera.

CLASSIFICAZIONE BASATA SULLA STRUTTURA DELL´APPARATO VULCANICO

La struttura dell'apparato vulcanico dipende strettamente dalla composizione delle lave emesse e dal tipo di eruzione.
Se l'eruzione è centrale i vulcani possono essere di tipo:

hawaiano, con eruzioni effusive, caratterizzate da emissioni di grande quantità di magma molto fluido, sono tipiche dei vulcani a scudo, gli edifici vulcanici sono larghi e piatti. Il più grande vulcano a scudo è il Mauna Loa, nell'arcipelago delle Hawaii;
stromboliano, 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; si tratta di vulcani a strato, come lo Stromboli, nelle isole Eolie;
vulcaniano, con lave molto viscose ed eruzioni esplosive: si levano colonne di gas, ceneri e lapilli a forma di fungo; per tre giorni durò la pioggia di ceneri che soffocò e seppellì nel 79 d.C. 16000 persone nella città di Pompei, a seguito dell'eruzione del Vesuvio; questo tipo di vulcani sono detti anche pliniani, perché fu Plinio il Giovane che, avendo osservato l´eruzione del Vesuvio dal mare, la descrisse.
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 30000 persone del capoluogo Saint Pierre, tutti i suoi abitanti.

Se l'eruzione è lineare si ha la formazione di plateau, immensi tavolati costituiti dalla sovapposizione di strati di eruzioni successive. I plateau possono essere:

basaltici, e gli strati contengono quasi esclusivamente materiali provenienti dalle colate laviche;
ignimbritici quando originati da eruzioni esplosive, gli strati sono costituiti da piroclastiti e lave consolidate.

FENOMENI VULCANICI SECONDARI

Il gradiente geotermico nelle regioni vulcaniche presenta delle anomalie, e, in particolare, le temperature anche a deboli profondità sono più elevate rispetto a regioni vulcanicamente non attive.
Anche dopo che l´attività vulcanica è cessata, permangono fenomeni che sono collegabili al vulcanesimo:

i 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 perché è entrata in contatto con rocce che presentano anomalie termiche;
le fumarole sono emissioni di gas dal terreno fessurato, e sono presenti anche dopo molto tempo dalla cessazione dell´attività eruttiva; i gas residui, ancora presenti nella camera magmatica, sono via via rilasciati;
i 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.

MAPPA LOGICA
mappa

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