le esalazioni vulcaniche

RENDICONTI SOC'Idol; Italfana di Mln~TlIlogia ~ P~lrologia.· 36 (2), J98(}; flfl. 5:J7-UJ
MAJl.INO MARTINI·
LE ESALAZIONI VULCANICHE
ABSTRACT. A short ACCOunt is given about the investigations carried out on volcanic
gases in the past, along with some generai oonsideradons on Ihe early slage of the research
in this field.
Even if volcanic activity has a StfOng social impacl, investigations on aetive volcanoes
appear probably too tiring and time oonsuming, and have been negletled by most of naturaI
researchers.
c Gli abitanti del luogo ritengono che, nell'isola Sacra, Efesto abbia la sua
officina, perchè di notte la vedono sprigionare molte fiamme e di giorno abbondante fumo •.
Questo accenno all'isola di Vulcano, contenuto nel libro III della Guerra del
Peloponneso di T ucidide, che probabilmente è il primo riferimento preciso a manifestazioni esalative, esprime anche una spiegazione fantastica dell'attività vulcanica
che si è protratta per quasi due millenni.
E se la favola delle fucine sotterranee, del dio del fuoco o dci Ciclopi, ha
perduto credibilità col tramontare della mitologia greco-romana, il fenomeno stesso
è stato interpretato ancora per lungo tempo in chiave magica o pseudo religiosa.
Dal XVI secolo cominciano ad accumularsi osservazioni sull'attività dei c monti
fiammiferi. e delle c ignivome montagne., e le ipotesi sull'origine del c fuoco •.
LÉM'ERY, nel 1700, dà notizie all'Accademia delle Scienze di Parigi di una
.sua esperienza, nella quale un miscuglio umido di limatura di ferro e solfo, sepolto
ad una certa profondità si è infiammato ed ha prodotto una detonazione.
La c fermentazione di pietre focaie ed altre materie sulfuree. viene sostanzial.
mente accettata da molti scienziati del tempo come innesco degli incendi sotterranei,
che sono poi alimentati da bitumi, petroli o carbon fossile (BUFFON, lnO; DoLoMIEU,
1788; SPALLANZANI, 1792; DI!.LAMÉTHERIE, 1797), mentre fra i componenti delle esalazioni vengono identificati una serie di c Auidi elastici. (acido solforoso, acido mu·
riatico, aria epatica, aria Aogistica, aria infiammabile, aria fissa).
* Istitulo di Mineralogia, Petrografia e GeochimiQl dell'Università, via
La Pil1l 4, 50121 Firenze.
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~l.
MARTINI
Nonost3.me lo stadio :lhhast:II17~1 rrimitivo ddle conoscenze al riguardo, è chiaro
al Dow!oIlEe che c i fenomeni terribili che avvengono durame le eruzioni sono
prodotti dallo svolgimento di sostanze clastiche », così come lo SPALUN2.ANI auspica
c la raccolla e l'esame chimico dei gas delle vulcaniche efferv~enze:.. pur riconoscendo che c IX' I\~vidente pericolo di restar vittime di malconsigliata curiosità
è fX>SSibile solo averne contezza indireua osservando 1(' gazose sostanu: che si sollevano dai vulcani passati allo stato di tranCjuillità ».
Il ruolo detc=rminante dd degassamento dd magma nei fenomeni eruttivi ed
esplosivi, !"importanza dello studio clelia composizione chimica dd gas c la difficoltà imrinS«3 a tale tipo di indagine, aspetti fondamentali della ricerca sui vulcani
attivi. sono quindi già esplicitamente evidenziati alla fine del 5«010 XVIll, ai
primordi della vulcanologia.
Dovranno trascorrere però ancora sc=ssan(anni prima di arrivare ad una sintesi
Ofg'J.nica delle conoscenu aC4uisite sulla composizione delle esalazioni vulcaniche
e sui fattori che la inRuenz:lllo.
t: infatti SAINTE·CL.. . IRE DEVILLE nel 1855 che, sulla base ddle osservazioni
effeuuate al Vesuvio durante l'eruzione dell'anno precedente, propone cinque
classi di fumarole, caratteristiche di decrescente intensità vulcanica, e cioè:
l- - Fumarole 5«che; emettono direttamente dalla lava incandescente, i vapori si
mescolano essc=nzialmente con aria atmosferica; sublimati di cloruri metallici
e traccia di solfati;
1:' - Fumarole acide; emettono da fratture della lava; vapor d'acqua, con' acido
::loridrico e solforoso; sublimati di cloruro di ferro e di rame;
3- - Fumarole contenenti vapor d'acqua e acido solfidrico o solfo libero; temperatura raramente eccedente 80" C;
4- - Mofete; emissione di vapor d'acqua con anidride carbonica; appaiono quando
l'intensità vulcanica è divenuta assai debole:
5- _ Fumarole con solo vapor d'acqua.
Lo stesso autore formula successivamente la cosiddetta legge che: c la natura
delle esalazioni emesse in uno stesso punto varia con il tempo che è trascorso
dall'inizio ddl'eruzione, mentre ad un dalO momento la natura delle fumarole
in punti diversi varia con la distanza dal centro eruttivo:..
Una conferma sostanz.iale di questa legge empirica è fornita qualche anllo più
tardi dalle analisi di FOUQuÉ sulle fumarole di Vulcano, che sono riportate nella
tabt:lla l.
L'indagine chimica delle esalazioni che aveva già consc=ntilo di osservare idrogeno libt:ro (BUNSEN. 1853) e metano (SA1NTE-CLAIRE DEVILLE. LEBLANC e FouQuÉ,
1863), rivelò successivamente monossido di carbonio ed altri idrocarburi (LIBBU,
1894) ed argon (MOISSAl\', 1902).
L'analisi dei sublimati aveva gi~ da lungo tempo evidenziato la presc=nza di
una sc=rie di costituenti minori (Ruoro, boro, ammonio, ferro, sedia, potassio, rame,
ccc) la cui bassa concentrazione non ne consc=ntiva la determinazione con i mezzi
impiegati per la fasc= gassosa.
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LF. F.SAI.A1.10Nr VUI,CANlCIlE
Tuttavia, se più num<:rose <:r:lno le osservazioni, all'inizio del 1900 il problema
dell'origin<: e delle cause delle esalazioni era ancora indeterminato e sostanzialmente
processi di infiltrazione di acqua marina all'interno di sistemi vulcanici, degassa.
mento del nucleo terrestre o reazioni all'interno delle rocce, veniv,lI1o propugnati
da autorevoli sostenitori come .~pi<:gazionc del f<:nomeno.
Nel 1823 GAy-LuSSAc aveva auspicato la conoscenza della natura dei vapori
esalati da un gran numero di vulcani; poichè la causa della loro attività appariva
certamente la medesima, i prodotti comuni a tutti avrebbero potuto farla scoprire.
Pregevoli compilazioni dei d3ti esistenti sulla composizione dei gas vulcanici
sono dovute ad ALLEN (1922) e WHITE e WARIl"G (1%3); studi sistematici e pro·
lungati sono stati condoni alle Hawaii, in Giappone, a Kamchatk:1.
TABELLA
Analisi
dal~ fumarol~
di V u/cana eseguita da
l'uIoa.roh fort._nt._
acida COn d_pod t.o
di "'"Sl' F8C1 3 , NH.CI
T_ratura > 360·
Acidi <:Ioridrico •
aolforoao
Ac1do c ..rbonlco
oaUgeno
Aloto
FOUQuÉ
l'uIoa.rola fort_nt."
acida con depoatto
di Aas 2 • 1'8C1 3 • NH.CI
T....parat.l1ra • ~50·
(1865)
FulIarola fort..... nt.
acida COn d"poa1to
AaS,. PftC1 3 , NJl.CI
Teroparatl1r. . . 150·
73,BO
H,OO
27.19
~3,
40
l2.00
0,52
2,211
9,60
59.62
2.20
10,99
2.40
l'waarol.. a 1 00 •
debol_nte ..cida
,.,
l'uIoa.roh a 100·
d.bol_nt. . ."id..
Acidi cloridrico.
aolforo.o
Acido "arbonlco
611,B
63.59
Acido aolfidrico
10.7
tr.."".
oad9"no
Aloto
11. ~
29,13
'. ,
'.'
7.28
L'indagine chimica si è rivolta ai gas rari, agli isotopi stabili e radioattivi,
<: sono stati individuati idrocarburi superiori; le nuove tecniche disponibili hanno
cons<:ntito di approfondire la ricerca sui gas occlusi in rocce magmatiche di origine
profonda, mentre sono state calcolat<: le condizioni di equilibrio fra i vari costituenti delle fasi gassose, p<=r un largo campo di temp<=rature e pressioni.
La tettonica a placch<: ha inoltr<: portato un contributo sostanzial<: per spiegare
la distribuzione geografica dei vulcani, il chimismo dei loro prodotti solidi ed il
. tipo della loro attività.
Nonostante questi <:videnti e sostanziali progressi delle conoscenu, ad un
quesito sull'origine dei gas vulcanici e sulla loro possibile inAuenza sul decorso
ddl'attività di un sistema eruttivo, non siamo in grado di fornire una risposta
molto più soddisfacente di quanto potessero gli studiosi di un secolo fa.
Sappiamo p<=rò che la conoscenza della natura cammina a piccoli passi, anche
540
M. MARTINI
se talvolta l'intuizione geniale di qualche ricercatore più dotato fa accelerare un
po' l'andatura.
l vulcani. pur fascinosi e stimolanti da ~mpre la fantasia degli uomini, sono
divenuti l'oggetto di indagine scientifica con grande ritardo rispetto ad altri fenomeni naturali; gli c:videnti disagi connessi a questo tipo di studio hanno contenuto
gli entusiasmi ed il numero di ricercatori ~ sempre stato relativamente esiguo.
Le eruzioni sono rarefatte nel tempo e nello spazio, e le manifestazioni gassose
che le accompagnano, che potrebbero fornire lumi decisivi per la comprensione
del fenomeno, sono pericolose da avvicinare e di composizione estremamente variabile; quindi la difficoltà di interpretazione dei risultati analitici ~ stata aggravata
dalle incertezze sulla rappresematività. dei campioni raccolti.
Tutto ha concorso ~rciò a ritardare il cammino della scienza su questa strada,
ma la possibilità di arrivare un giorno ad evitare agli uomini le conseguenze di
tanti disastri naturali prodotti da variazioni nell'attività vulcanica, finora impossibili da prevedere, conferisce validità ed importanza ad ogni pur piccolo contributo
che la ricerca potrà fornire.
~ scopo di questa tavola rotonda di fornire una breve panoramica dello stato
dell'arte nell'indagine sulle esalazioni vulcaniche, per evidenziarne la validità e
le rnanchevolezze, e, se possibile, per sollecitare le critiche ed il contributo costruttivo di coloro che, pur im~gnati ndla ricerca geomineralogica, non sono studiosi
delle c sostantt dastiche aeriformi che escono dai sotterranei incendi •.
Vorrei aggiungere una considerazione finale.
Gli scienziati dei secoli passati disponevano di risors.; tecniche limitate, enormemente più ridotte rispetto a quelle odierne; pure, leggendo i loro lavori, non
possiamo fare a meno di constatarne la cura e spesso anche J'devato livdlo scientifico.
I progressi tecnici compiuti non hanno portato ad un proporzionale accrescimento della qualità e dd valore scientifico.
Non mi sembra azzardato attribuire questa lacuna alla eccessiva fiducia che
viene tuttora riposta nelle risorse tecniche, la qualI:' ha 6nito per avvilire le capacità
deduttive della mente umana; forse, se ce De convincessimo, oltre che ricercatori
migliori avremmo anche uomini migliori.
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