magma

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/cm3, 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/cm3
classificazione dei magmi in relazione
alla loro formazione
Magmi primari:
• 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/cm3
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/cm3
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
batoliti
Gruppo dell’Adamello, Val Camonica
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