Vulcani - Didascienze

Un vulcano è un’ apertura nella crosta terrestre da cui
fuoriescono rocce incandescenti e fuse, insieme a frammenti
solidi, polveri, ceneri e gas.
Il vulcano è alimentato dal magma di una camera magmatica,
Possiede un condotto o camino vulcanico principale, terminante con un cratere
centrale a cui possono aggiungersi camini secondari e crateri laterali o avventizi.
Comunemente i materiali eruttati tendono da accumularsi attorno al centro di
emissione, dando luogo ad un edificio vulcanico di forma e dimensioni variabili a
seconda della dinamica eruttiva, del tipo e della quantità d materiali emessi. Il tutto,
a sua volta, dipendente dal tipo di magma.
Il magma sotto un vulcano non si forma direttamente
in situ (nella camera magmatica), ma più in
profondità, nella zona tra crosta e mantello
(astenosfera) grazie soprattutto al calore proveniente
dal nucleo esterno e trasportato in alto per i moti
convettivi del mantello.
A quelle profondità, porzioni di roccia si fondono
formando i diàpiri (specie di gocce rovesciate).
Avendo densità minore della roccia circostante, essi
tendono a risalire fermandosi in zone della crosta
contenuti da rocce compatte (rocce incassanti), che
in qualche modo ne bloccano l’ulteriore risalita.
Nella stessa zona confluiscono vari diapiri che, nel
tempo, costituiranno e alimenteranno la camera
magmatica.
Affinchè il magma raggiunga la superficie terrestre si deve rompere la
situazione di equilibrio creatasi tra il magma fermo nella camera magmatica e
le rocce incassanti. Varie sono le cause della rottura di equilibrio:
La risalita di nuovo magma
(diapiri) aumenta la pressione
interna che, vincendone la
resistenza, riesce a provocare
spaccatture nelle rocce incassanti.
1) Attraverso fessurazioni, nella camera
possono giungere liquidi (acqua, acidi)
che, vaporizzando, ne aumenteranno la
pressione interna.
I movimenti delle placche
continentali, comprimendo o
stirando le varie masse, possono
provocare variazioni di pressione
e/o lacerazioni delle rocce.
I meccanismi suddetti possono agire anche in concomitanza.
L’ERUZIONE VULCANICA
ESPLOSIVA: Magma poco fluido,
acido, chiaro, meno denso, sialico
Prodotti: gas e vapori, pomici,
ceneri, bombe e detriti vari
incandescenti (piroclasti). Le lave
sono scarse.
EFFUSIVA: Magma fluido, basico,
denso, scuro, femico.
Prodotti: fiumi di lava, vapori, gas e
frammenti (piroclasti) scarsi.
Le dimensioni, la forma e le caratteristiche
chimico-strutturali del vulcano dipendono
dalla sua attività che, a sua volta, dipende dal
tipo di magma.
Vulcani a cono - stratovulcani
Caratterizzati da un’attività di tipo esplosivo, sono costruiti da lave acide, chiare,
povere di metalli, ricchi di tetraedri a vertici condivisi. Il magma è molto viscoso, la
risalita e lo scorrimento sul terreno sono lenti per cui la solidificazione avviene a
distanze brevi (anche all’interno del camino  tappo). Alle emissioni laviche si
alternano emissioni di piroclastiti, materiale solido che viene sparato fuori e che,
alternandosi con le colate, forma gli strati dell'edificio.
Eruzioni di questo tipo possono iniziare in
modo molto violento, come quella del
Vesuvio che seppellì Pompei o quella del
Krakatoa in cui fu distrutto l’intero edificio
vulcanico (tipo peleiano), per poi
proseguire in modo più tranquillo (tipo
vulcaniano). Il vulcanismo di questo tipo è
presente lungo il margine continentale
delle fosse o dei sistemi arco-fossa, dove
il magma proviene dalla crosta e le rocce
sono di composizione più esogena.
Vesuvio
Vulcani a scudo
L’attività effusiva, tranquilla caratterizza vulcani a scudo, rilievi moderati,
molto estesi, con fianchi a pendenza dolce.
La composizione è basaltica. La lava basaltica è fatta di silicati basici,
scuri, ricchi di metalli per cui i tetraedri tendono a mantenersi isolati.
Questo permette di garantire una buona fluidità che consente un agevole
scorrimento della massa fusa sul terreno o sotto di esso, nei tubi di lava,
fino ad arrivare a molti km di distanza senza consistente raffreddamento. I
maggiori vulcani del pianeta sono vulcani a scudo.
Il più grande vulcano a scudo
del mondo si trova nelle
Hawaii, il suo nome è Mauna
Loa.
Classificazione generale in base alla attività specifica
(Tranquilla)
La lava è fluida, basica, densa femica e
ultrafemica. Esce da un cratere centrale
espandendosi in tutte le direzioni.
In corrispondenza del
cratere, i gas che
fuoriescono innalzano la
lava creando suggestive
fontane incandescenti.
Simile a quello Hawaiano, se ne differenzia per il fatto cher le eruzioni
avvengono attraverso lunghe fenditure (fissure) più che da crateri. Le
colate, alimentate da magmi basici ed ultrabasici, tendono a formare
degli altopiani basaltici (plateaux basaltici). Sono generalmente
sottomarini, ma gli esempi più conosciuti si trovano in Islanda, come il
Laki che, nel 1783, fu caratterizzato da una delle più famose eruzioni
vulcaniche della storia europea.
Deriva da magma misto. La lava è abbastanza fluida e fuoriesce con eruzioni
piuttosto tranquille. Ma, data la presenza comunque di una percentuale non
sialico, con intervalli più o meno regolari si formano fontane, getti
ditrascurabile di materiale lava, che raggiungono centinaia di metri d'altezza,
nonché lapilli, ceneri e bombe vulcaniche.
Tale caratteristica è legata al ristagno della lava
acida nel cratere; si forma così una crosta solida
che, sotto la pressione dei gas sottostanti, viene
frantumata e scagliata all'esterno.
Il magna è prevalentemente acido,
abbastanza viscosa e fuoriesce in
modo violento con abbondanza di
piroclastiti che originano - nella fase
iniziale dell'eruzione una grande
nuvola scura, Le lave sono più rare.
E’ simile al vulcaniano, ma
l'esplosione iniziale è tremendamente
violenta tanto da svuotare gran parte
della camera magmatica. Il magma
risale dalle zone profonde ad alte
velocità fino ad uscire dal cratere e
dissolversi in minuscole goccioline.
Un'eruzione peleeana (che prende il nome dal vulcano La Pelée della Martinica) è
caratterizzata dal fatto che il vulcano erutta non centralmente dal cratere ma
lateralmente smembrando parte dell'edificio vulcanico.
L’eventuale presenza di falda acquifera, posta sopra la camera magmatica,
costituisce una sorta di pentola a pressione che, raggiunto il valore critico della
roccia sovrastante, ne provoca la rottura con un’enorme esplosione che
distrusse l’intera isola.
Esplosione del Krakatoa
Anak Krakatoa (figlio di Krakatoa)
Vulcani sottomarini
Praticamente come quelli islandesi; sono semplici spaccature, ma della crosta
oceanica, da cui fuoriescono magma basaltico e gas. Rappresentano i vulcani più
diffusi sulla Terra ed hanno dato vita nel corso della storia geologica della Terra alle
dorsali oceaniche e alle isole o arcipelaghi di origine vulcanica.
I fenomeni vulcanici non si esauriscono con la fine delle eruzioni ma
continuano con l’emissione di gas caldi e vapore acqueo, a questi
fenomeni si da il nome di vulcanesimo secondario. L’attività può essere
prolungata nel tempo ( attività persistente) oppure può essere
caratterizzata da brevi periodi eruttivi (attività parossistica).
I geyser sono manifestazioni vulcaniche
secondarie . Come i vulcani, devono la loro
esistenza ai bacini di magma presenti nella
litosfera. La nascita di un geyser ha inizio
quando l’acqua piovana filtra nel terreno e
finisce in una regione del sottosuolo ricca di
rocce porose. Le rocce circostanti vengono
riscaldate da un bacino magmatico,
quest’acqua non giunge ad ebollizione, ma
viene spinta verso l’alto. La temperatura
aumenta e l’acqua si trasforma in vapore.
Fuoriesce e porta con sé acqua ancora
liquida in un getto caldo.
Molto diffuse in Italia, sono costituite da acque calde, ricche di gas e
sali minerali, spesso sfruttate per le loro proprietà terapeutiche esse
sono costituite da acque calde che risalgono in superficie. Derivano dal
vapore acqueo, proveniente dal magma condensatosi oppure dal
riscaldamento delle acque sotterranee per contatto con rocce calde.
Sono emissioni di anidride
carbonica. Questo gas è
più pesante dell’aria e
perciò
ristagna
nello
strato d’aria a diretto
contatto con il suolo
rendendo
difficile
la
respirazione.
Piccole fessure nel suolo da cui fuoriescono emissioni di
acqua calda, vapore acqueo e anidride carbonica, frequenti
vicino a Napoli.
Il nome del fenomeno è dovuto al vapore che si raffredda e
condensatesi forma dei fumi.
Sono un particolare tipo di fumarole; in questo caso il vapore
acqueo fuoriesce dal suolo a forti pressioni con temperature
dai 120°C ai 200°C, raggiungono fino ai 20m di altezza e
vengono sfruttati per vaporazioni di acido borico e
produzione di energia termo-elettrica.
Soffione boracifero di Larderello
(Pisa)
Centrale geotermoelettrica di
Larderello
Sono emissioni di vapori caldi (120°C)
ricchi di composti dello zolfo dal colore
giallo che formano cristalli, intorno al
loro sbocco in superficie.
La più importante è quella di
Pozzuoli, situata all’interno del
cratere di un vulcano spento.
I principali pericoli derivanti dall’attività vulcanica sono rappresentati dalla
caduta di frammenti solidi di dimensioni e temperatura variabili, dallo
scorrimento di colate di lava, flussi piroclastici e colate di fango,
dall’emissione di gas vulcanici, da terremoti, frane, inondazioni, ecc.
Pericolosità e rischio vulcanico sono spesso usati come sinonimi, benché
il significato sia diverso. Il rischio è dato da tre parametri:
Pericolosità vulcanica  probabilità che una regione sia interessata da
fenomeni vulcanici.
Valore esposto  numero di persone e strutture civili esposte al pericolo.
Vulnerabilità  percentuale di valore che si stima verrà perduto per
effetto di un evento.
R=P x V x E
L’Italia è caratterizzata da un'attività vulcanica tuttora in atto, nella quale si possono
distinguere tre diversi tipi di vulcanismo.
Il vulcanismo esplosivo delle isole Eolie
comprende due vulcani, Stromboli e Vulcano.
L'attività di Stromboli è continua, con deboli
esplosioni intermittenti a volte seguite da emissioni
laviche; l'attività di Vulcano si sviluppa invece in
due fasi: nella prima fase, per la viscosità della
lava, si forma nel suo cratere una cupola di
ristagno, mentre nella seconda, la cupola, a causa
della pressione dei gas sottostanti, esplode e si
frantuma, liberando il cratere per la successiva
fuoriuscita di lava.
Al vulcanismo esplosivo della costa tirrenica
meridionale si possono associare i Campi
Flegrei, Ischia e, soprattutto, il Vesuvio.
Il vulcanismo effusivo della Sicilia orientale
(basaltico) è rappresentato specialmente
dall'Etna, il più alto vulcano attivo d'Europa.