“Viaggio al centro della Terra”, realizzato dagli alunni delle classi
quarte e quinte del Circolo Didattico “Gino Capponi” di Catania, è stato un
progetto nel quale sono state approfondite le conoscenze del territorio
vulcanico dell’Etna e della Sicilia per scoprire i misteri delle profondità della
Terra.
Il percorso educativo- didattico ha suscitato in loro tante domande ed un
interesse per la realtà dal quale comincia il vero cammino della conoscenza.
Il presente supporto didattico ha lo scopo di suscitare nel lettore un
pizzico di curiosità nei confronti della realtà per appassionarsi allo studio di
essa.
Docente responsabile del progetto
Maria Letizia Torrisi
INDICE DEGLI ARGOMENTI
Un po’ di storia
Le eruzioni
Le origini della Terra
Tipologie di vulcani
La struttura della Terra
L’Etna
La deriva dei Continenti
Come si è formata l’Etna
La Tettonica a zolle
Come si formano le grotte
La formazione delle montagne
La Terra trema
Le caldaie bollenti della Terra
Anche il mare trema
Dentro il vulcano
Le leggende dei vulcani
L'uomo ha sempre avuto interesse per
la natura e per l'origine delle rocce che
costituiscono la superficie della Terra.
Rappresentazione della struttura
dell'Universo secondo la teoria eliocentrica,
che si affermò grazie agli studi di Copernico
Tra gli antichi, Erodoto (485-425 a.C.) rilevò la
presenza di conchiglie marine nelle regioni
interne dell'Egitto e concluse che dovevano
essere state depositate là dalle acque di un
antico mare che si erano ritirate.
Pitagora
Seneca
Di Pitagora (VI sec. a.C.) si dice che avesse
interpretato i fossili marini rinvenuti sulle
montagne della Grecia come prova del livello cui
un tempo era giunto il mare. Trovandosi il Mar
Mediterraneo in un'area vulcanica e sismica del
globo, molti furono gli autori greci e romani che
rimasero affascinati dai fenomeni prodotti dai
vulcani e dai terremoti.
Strabone, come altri autori più
recenti, considerava i vulcani
come naturali valvole di sicurezza
che permettono ai pericolosi
vapori terrestri di fuoriuscire, e
Seneca (3- 65 d.C.) pensava che i
terremoti fossero causati da alcuni
vapori che diventavano turbolenti
all'interno della Terra, che egli
supponeva cavernoso.
Strabone (58- 21 a. C.)
In Cina, nel 132, Chang Heng (78-139) inventò una 'banderuola per il
terremoto', che costituisce il primo sismografo mai costruito.
Molto più tardi, Avicenna, il padre delle scienze
della Terra nel mondo arabo, studiò non
soltanto i terremoti, ma anche molti altri
fenomeni geologici.
Ibn Sīnā (Avicenna)
980 –1037 d. C.
Alcune delle idee correnti nell'Europa occidentale ci appaiono oggi alquanto
bizzarre. Per esempio, si riteneva che le gemme si formassero in virtù di
un'energia celeste che penetrava nella Terra.
Tuttavia, nonostante queste prime idee così fantasiose, fu proprio
nell'Europa occidentale, che, a partire dal 1500, presero avvio le moderne
scienze della Terra.
NESSUNO È STATO TESTIMONE DEGLI AVVENIMENTI STRAORDINARI CHE SI SONO SVOLTI
ATTORNO AL SOLE NASCENTE CIRCA 4,5 MILIARDI DI ANNI FA.
TUTTAVIA GLI SCIENZIATI SONO GIUNTI A RICOSTRUIRE QUEGLI AVVENIMENTI E A
RINTRACCIARE LA STORIA PRIMITIVA DEL NOSTRO PIANETA.
La Terra si è formata inizialmente attraverso l'aggregazione di polveri in
piccoli corpi, chiamati pianetini, poi per assembramento gravitazionale.
La Terra in formazione era calda e si riscaldò ancor più poiché racchiudeva
elementi radioattivi, i quali per disgregazione liberarono calore e
determinarono la fusione e l’omogeneizzazione di tutto il pianeta.
Dopo questa omogeneizzazione la
Terra si raffreddò lentamente e gli
elementi chimici meno leggeri si
combinarono per formare dei
minerali, che sotto l'effetto delle forze
gravitazionali, si raggrupparono
secondo la loro densità per formare il
nucleo, il mantello e la crosta
terrestre.
La Terra è così diventato un
pianeta differenziato.
MANTELLO
NUCLEO
ESTERNO
NUCLEO
INTERNO
CROSTA
La Terra è nata più di quattro miliardi di anni fa ed è passata molto
lentamente dallo stato gassoso a quello solido.
Aveva circa un miliardo di anni quando cominciò a prendere una struttura a
strati, simile ad una cipolla: il ferro fuso andò a formare un nucleo interno,
dotato di calore, e i materiali più leggeri si raccolsero verso l’esterno,
raffreddandosi e formando una crosta, cioè l’involucro esterno.
Tra il nucleo e la
crosta si formò uno
strato di transizione,
chiamato mantello.
La
crosta
e
il
mantello formano la
litosfera.
Il passaggio da uno strato ad un altro è identificato da superfici di
discontinuità:
• La crosta è divisa dal mantello a
circa 30-40 chilometri di profondità
dalla discontinuità di Mohorovicic o
Moho;
• Il mantello è diviso dal nucleo
esterno a circa 2900 chilometri di
profondità dalla discontinuità di
Gutenberg;
• Il nucleo esterno è diviso dal nucleo
interno a circa 5100 chilometri di
profondità dalla discontinuità di
Lehmann.
LA CROSTA
Esistono due tipi di crosta, che sono
diverse sia per la natura e la
struttura delle rocce che li
costituiscono, sia per l'età, sia per il
livello medio della loro superficie:
CROSTA
CONTINENTALE
CROSTA
OCEANICA
Il livello medio della superficie della crosta continentale supera di oltre 4000
metri quello della crosta oceanica.
La Crosta Continentale o SiAl é
formata prevalentemente da minerali
di Silicio e di Alluminio; essa
comprende sia la piattaforma
continentale, sia parte della vicina
scarpata continentale (la parte che
scende in mare).
La
crosta continentale, con uno
spessore medio di 40 chilometri, è
costituita da
rocce magmatiche
(graniti) e metamorfiche.
Lo strato superficiale dei continenti è ricoperto per la maggior parte da rocce
sedimentarie .
La Crosta Oceanica o
SiMa,
costituita
da
minerali di Silicio e di
Magnesio costituisce la
base dei bacini oceanici e
presenta una struttura a
strati molto costante.
La crosta oceanica ha uno spessore minore, che misura circa 6-8 chilometri
ed è formata da rocce ignee di tipo diverso. Infatti troviamo un primo strato
di basalti e al di sotto i gabbri e le rocce metamorfiche; anche la superficie
della crosta oceanica è ricoperta da sedimenti.
IL MANTELLO
Il mantello è uno strato costituito prevalentemente da rocce magmatiche
(peridotite) più dense dei gabbri e dei basalti che formano la crosta.
In questo strato la velocità e la direzione delle onde sismiche subiscono dei
cambiamenti improvvisi che ci permettono di capire che le rocce non sono
sempre allo stato solido.
Ricordiamoci che il magma si origina
ad una profondità di circa 100
chilometri. Infatti, nello spessore
compreso tra i 70 e 200 chilometri di
profondità (immediatamente sotto la
crosta) si pensa che ci possa essere
materiale roccioso fuso.
IL NUCLEO
Sempre in base al comportamento delle onde sismiche , si ipotizza che il
nucleo esterno sia formato da rocce fuse, perché manifesta le caratteristiche
di un liquido.
Si pensa che sia ricco di ferro mescolato a silicio e altri metalli come il
nichel.
NUCLEO
ESTERNO
Il nucleo interno, invece, si comporta
come un solido, in modo rigido ed
elastico: sembra costituito da rocce
allo stato solido.
NUCLEO
INTERNO
Schema dell'interno della Terra
In sintesi
Al centro si trova un nucleo
ferroso: la discontinuità di
Lehmann lo separa dal guscio
successivo, il nucleo esterno.
Questo è a sua volta separato dal
mantello
inferiore
dalla
discontinuità di Gutemberg.
Si passa quindi al mantello
superiore
che
comprende
l'astenosfera ed il mantello
litosferico che, insieme alla
crosta continentale e a quella
oceanica ( che costituisce il
fondo dei mari e degli Oceani ),
forma la litosfera.
La “deriva dei continenti" è una teoria geologica, elaborata dal geofisico
tedesco Alfred Wegener, secondo la quale 200 milioni di anni fa, le terre
formavano un unico blocco , chiamato Pangea, circondato dalla Pantalassa, un
unico oceano.
La Pangea si spezzò in due grandi blocchi, che diedero poi origine ai
continenti: la parte meridionale, Gondwana, e la parte settentrionale, Laurasia.
Questi lentamente si allontanarono l'uno dall'altro fino a raggiungere la
disposizione attuale.
Circa 200 milioni di anni fa, i continenti
attuali erano riuniti in un unico blocco
chiamato Pangea.
Circa 180 milioni di anni fa, l’Europa e l’Asia
erano unite all'America Settentrionale ed
erano separate dal blocco costituito da
America meridionale e Africa. Un altro blocco
era costituito da Australia e Antartide mentre
l'India viaggiava da sola verso Nord.
Oggi l'Australia è separata dall'Antartide,
l‘Oceano
Atlantico
ha
dimensioni
ragguardevoli e la frattura tra Europa e
Africa si è trasformata nel mar
Mediterraneo. L'India si è scontrata con
l'Asia e, dallo scontro, è nato l'Himalaya.
La teoria di Wegener è stata avvalorata dai ritrovamenti di resti fossili di
rettili e di una felce.
Anche le rocce corrispondevano nonostante la lontananza dei continenti in cui
furono ritrovati.
Per molti decenni la teoria della deriva dei continenti di Wagener non
incontrò molti consensi. Fu ripresa negli anni sessanta, quando le nuove
tecnologie consentirono di ampliare le conoscenze sui fondali oceanici.
Con le ecosonde si è tracciata una mappa delle immense dorsali oceaniche
e si è elaborata la teoria della “ tettonica a zolle o a placche”.
Secondo questa teoria, la litosfera sarebbe divisa in una ventina di
frammenti rigidi e di diverse dimensioni: le placche o zolle.
Le zolle o placche terrestri sono grandi blocchi di crosta terrestre che si
muovono come zattere galleggianti (ad una velocità non percepibile
all’uomo) su una base di rocce più fluide.
Le grandi zolle, con il loro movimento, hanno provocato il distacco dei
continenti, ma, sui loro margini, la forza delle spinte hanno determinato la
formazione delle catene montuose.
Ogni placca ha un basamento
di materiale denso di rocce
decisamente basiche, cui si
sovrappongono
la
crosta
oceanica formata da basalti e la
crosta continentale di rocce
granitiche.
Quando i margini di due placche si allontanano l’uno dall’altro si parla di
margini divergenti.
Nelle zone in cui avviene questo fenomeno si verifica una distensione della
litosfera e la potenza della crosta terrestre diminuisce sempre di più fino a
portare alla lacerazione della crosta, i magmi profondi risalgono lungo le
grandi fratturazioni che vengono a crearsi e danno origine ad una intensa
attività vulcanica.
La lunga linea di vulcani che è caratteristica di questa struttura viene
chiamata dorsale.
La dorsale più famosa e studiata è la dorsale medioatlantica, che attraversa in
senso latitudinale tutto l’Oceano Atlantico; i vulcani che la formano in alcuni
punti giungono a superare il livello del mare formando isole famose come
Sant’Elena, le Isole di Capo Verde, le Azzorre, l’Islanda.
Le rift valley (tra le quali la più imponente e
spettacolare è in Africa orientale) hanno
questa origine. Quando il fondo della fossa
raggiunge il livello del mare, le acque la
invadono e si genera un oceano in
espansione.
La zona dei grandi laghi della Rift Valley
in Africa ( foto satellitare)
Planisfero asciutto nel quale si evidenziano gli elementi fondamentali della crosta oceanica e
continentale: in particolare si possono osservare le grandi dorsali dell‘Oceano Atlantico,
dell‘Oceano Indiano e dell‘Oceano Pacifico, create da eruzioni sottomarine, che a volte emergono
tanto da formare isole, come nei casi delle Azzorre o dell‘Islanda.
Un tempo si credeva che le diverse parti della Terra si fossero formate con il
progressivo raffreddamento del globo, così come accade in una mela che ,
invecchiando, si raggrinzisce: sulla sua buccia si formano righe, creste,
piccoli rilievi.
Per spiegare la formazione dei mari e delle terre emerse, delle montagne e
delle pianure sono state sviluppate diverse teorie.
La crosta terrestre è formata da grandi blocchi, “placche” o “zolle”, che si
muovono, si scontrano, si spingono l’uno contro l’altro, su uno strato
semifluido, determinando movimenti che con il passare di milioni di anni
portano a profonde trasformazioni della superficie: tutto questo è
confermato dalla teoria della “tettonica a zolle”.
Con il loro movimento, le grandi zolle della crosta terrestre hanno provocato
non solo il distacco dei continenti, ma anche, sui margini, delle spinte che
hanno determinato il sollevamento di rughe montuose alte migliaia di metri
sulle terre emerse.
Questo fenomeno,
durato per centinaia
di anni si chiama
“orogenesi”.
Le montagne possono nascere anche da
profonde spaccature della crosta terrestre
quando, in uno dei due lati della spaccatura,
detta “faglia”, si verifica uno sprofondamento
o un innalzamento del suolo.
Faglia di S. Andrea in California
Il dislivello che si forma tra le due parti dà origine a rilievi montuosi modellati
poi dall’erosione della pioggia e del vento.
Cervino
Monte Bianco
Il vulcanismo è l’insieme di fenomeni provocati dall’attività del magma quando
si manifesta in superficie o a una limitata profondità.
Le cause che portano un magma a
risalire attraverso rocce solide sono due:
• la densità più bassa che il magma ha
rispetto alle rocce sovrastanti;
• lo spostamento del magma in fratture
prodotte dalla pressione esercitata dal
magma stesso.
In base alla teoria della tettonica a zolle, i vulcani si formano
prevalentemente quando la litosfera terrestre subisce fenomeni di
compressione o di distensione.
Nel primo caso, una zolla è spinta fino a incunearsi sotto un'altra e sprofonda
nel mantello; mentre nella distensione una zolla si rompe lungo una frattura e
si formano due pezzi di litosfera che si allontanano uno dall'altro.
Il movimento delle zolle porta a tre tipi di contatti possibili tra i margini:
divergenti, convergenti e trasformi.
Il vulcanismo attivo si colloca in gran parte lungo queste zone di contatto
e presenta caratteristiche diverse a seconda del tipo di margine :
• MARGINI DIVERGENTI
I margini divergenti sono quelli posti in corrispondenza delle dorsali
oceaniche, dove le due zolle si allontanano una dall'altra.
Sono contraddistinti da sismicità superficiale e da vulcanismo basaltico
estremamente abbondante che dà luogo alle colate laviche che costituiscono i
fondi oceanici.
• MARGINI CONVERGENTI
Quando due zolle convergono, una delle due placche litosferiche entra in
subduzione, cioè si infila sotto l'altra zolla e sprofonda nel mantello.
In generale, i margini convergenti sono contrassegnati da una fossa, da una
zona con terremoti profondi e da vulcanismo.
• MARGINI TRASFORMI
Due zolle possono muoversi una
rispetto all'altra con movimento
parallelo.
Questo tipo di margine è
caratterizzato
da
sismicità
superficiale, mentre il vulcanismo è
normalmente assente.
Numerose faglie trasformi si
trovano nella crosta oceanica, dove
interrompono l'andamento delle
dorsali
dividendole
in
vari
segmenti.
VULCANISMO DI INTRAPLACCA
Oltre che ai margini, l'attività vulcanica si può localizzare anche all'interno
di zolle litosferiche, sia di tipo continentale che oceanico. I vulcani si
formano in corrispondenza di zone (dette punti caldi o hot spot) dove si
verifica una anomala risalita di calore dal mantello terrestre.
Esistono una quarantina di punti caldi.
Il punto caldo è ancorato al mantello e la zolla che si muove sopra di esso
resta segnata da un allineamento di vulcani, come se si facesse scorrere un
foglio di carta sopra un accendino fermo. L'allineamento di vulcani indica il
movimento della placca e il vulcano più giovane indica il verso del
movimento.
I punti caldi sono stati individuati per la prima volta alle isole Hawaii. Le
Hawaii sono una lunga catena di isole vulcaniche nell'Oceano Pacifico che
prosegue con una serie di monti sottomarini, detta catena Emperor.
COS'E' UN VULCANO?
Con vulcano si intende una struttura che si
forma sulla superficie terrestre nelle zone
in cui si verifica emissione di magma, cioè
dove avviene un'eruzione.
Molti vulcani hanno la forma di una
montagna
conica,
costruita
dalla
sovrapposizione dei prodotti eruttati.
Il cono è percorso all'interno da uno o più
condotti, che rappresentano l'ultimo tratto
di risalita del magma.
I condotti si aprono all'esterno con bocche
eruttive o crateri.
Quando la risalita di magma avviene per
molto tempo lungo lo stesso condotto, i
prodotti delle eruzioni si accumulano
intorno a questo formando un vulcano
centrale.
Un vulcano è una spaccatura nella litosfera da cui fuoriesce del magma: i
materiali magmatici salgono dal profondo bacino ove si sono accumulati,
passano attraverso un condotto verticale - una sorta di camino che li mette in
comunicazione con la superficie - e infine sboccano all'aperto dove liberano
gas e vapori e si trasformano in lava.
Il
materiale
eruttato
si
raffredda e lentamente giunge
a costituire l'edificio vulcanico.
Quest’ultimo si sviluppa in uno o più condotti interni con uno o più
crateri (o caldere).
STRUTTURA DI UN VULCANO
-
il serbatoio o bacino magmatico,
si trova alla profondità di qualche
chilometro e contiene il magma
cioè materiale roccioso allo stato
fuso;
-
il camino o condotto vulcanico,
che unisce il serbatoio con uno
sbocco in superficie;
- il cratere, si trova nella parte
superiore di un vulcano ed è una
cavità imbutiforme.
ORIGINE DEL MAGMA
Il magma si origina ad una profondità tra 50 e 200 km dalla fusione parziale
del mantello superiore o della crosta continentale inferiore.
Si distinguono due tipi di magma:
Il magma primario (basico) si origina
nel mantello superiore (astenosfera) ed
è costituito quasi esclusivamente di
peridotite (olivina + pirosseno).
Il magma secondario (acido o riolitico),
che si origina nelle zone di collisione tra
due placche dalla conseguente fusione
parziale della crosta, è invece viscoso. Il
suo contenuto in silice si aggira sul 7075%. I gas imprigionati in un magma
riolitico esercitano forti pressioni e si
liberano
violentemente.
L'intensa
degassazione avviene con esplosioni e
sulla superficie della colata si formano
innumerevoli bolle.
Bocca effusiva e canale di scorrimento lavico
I PRODOTTI DELL'ATTIVITA'
VULCANICA
I GAS
Il vapore d'acqua è il più
importante dei gas, seguono
idrogeno, acido cloridrico,
acido
fluoridrico,
acido
solfidrico, anidride solforosa,
ossido di carbonio, anidride
carbonica, e, in minori
percentuali, metano, azoto,
ammoniaca, argo ed altri gas
nobili.
LE LAVE
Una volta eruttato in ambiente subacqueo o
subaereo, il magma prende il nome di lava. Il
termine, dal latino "labes" significa caduta,
scivolamento. La lava, solidificandosi, forma
rocce ignee effusive.
I MATERIALI PIROCLASTICI
Sono i prodotti dell'attività vulcanica espulsi
allo stato solido o semisolido.
PERCHÈ AVVENGONO LE ERUZIONI ?
Dal mantello terrestre, il magma risale verso l'alto perché è meno denso, e
quindi meno pesante, del materiale solido che gli sta intorno, come una bolla
d'aria o un pezzo di legno che risale nell'acqua.
La spinta di galleggiamento del magma
tende a diminuire verso la base della crosta
terrestre, dove si trovano rocce meno dense
di quelle del mantello. Quando la densità
del materiale solido è simile a quella del
magma, questo rallenta fino a fermarsi. Le
zone in cui il magma si accumula vengono
chiamate camere magmatiche.
Le parti solide che circondano le camere magmatiche sono dette rocce
incassanti.
All'interno di una camera
magmatica il magma può
stazionare per periodi
molto lunghi e può anche
raffreddarsi e solidificare
senza
giungere
in
superficie, formando rocce
magmatiche sepolte che
prendono il nome di
intrusioni.
Perché il magma raggiunga la superficie terrestre si deve rompere la
situazione di equilibrio che si crea tra il liquido fermo nella camera magmatica
e le rocce incassanti e in queste devono formarsi fratture lungo le quali il
magma possa infiltrarsi.
La lava, talvolta, è
talmente viscosa che
solidifica già nel
cratere da cui non
arriva a traboccare.
Forma allora una
cosiddetta cupola di
ristagno e i vulcani di
questo tipo vengono
chiamati a duomo.
ERUZIONI ESPLOSIVE
Prime fasi di attività della
bocca esplosiva meridionale
dell‘Etna (eruzione 2002-2003
a quota m 2700 s.l.m.)
I MATERIALI
PIROCLASTICI
Due fasi di formazione del flusso piroclastico
originatosi dal bordo occidentale della Bocca
Nuova (uno dei quattro crateri sommitali
dell'Etna) nel 1999
La città di Catania sovrastata dalla nube piroclastica
prodotta durante l'eruzione 2002-2003
ERUZIONI EFFUSIVE
LE COLATE LAVICHE
Colate laviche
sull’Etna
Se al termine di un'eruzione il condotto centrale
resta vuoto, il cratere si presenta come una
profonda cavità.
In alcuni casi, l'ultimo magma solidifica
all'interno del cratere e del condotto, formando
una specie di tappo.
La risalita di nuovo magma lungo il condotto centrale può diventare difficile in
vulcano molto alto o con il condotto occupato da magma solidificato.
Il magma si accumula e preme contro
le pareti del vulcano fino a fratturarle.
Le fratture costituiscono la via di
uscita sui fianchi o alla base del cono,
dove si formano bocche eruttive o
crateri laterali, detti coni parassiti.
Alcuni vulcani secondari del versante sud, visti dalla vetta dell’Etna
La forma del vulcano dipende da:
• tipo di frattura attraverso cui il materiale eruttato viene emesso all’esterno;
• tipo di materiali presenti nella lava e sua maggiore e minore fluidità;
• tipo di materiali eruttati (lava o emissioni esplosive di frammenti di rocce).
Il tipo di lava emessa da un
vulcano e la sua viscosità
dipende dalla profondità alla
quale si trova il serbatoio che
alimenta il vulcano stesso.
Il tipo di eruzione vulcanica
dipende dal tipo di lava
emessa dal vulcano.
A seconda della densità della lava e, conseguentemente, della formazione del
monte vulcanico possiamo fare la seguente distinzione dei diversi tipi di attività
vulcanica:
Hawaiiana
Stromboliana
Vulcaniana
Peleana
VULCANO
ERUZIONE
ATTIVITA'
MAGMA
Hawaiiana
Effusiva
Fluido
Stromboliana
Mista
Semi--fluido
Semi
Vulcaniana
Mista
Viscoso
Peleana
Esplosiva
Molto
viscoso
I VULCANI A SCUDO
Vengono detti anche hawaiani perché
le isole Hawaii altro non sono che un
insieme di vulcani, caratterizzati
dall'emissione di lave molto fluide e a
temperatura elevata, fino a 1200 °C.
Mauna Loa, Hawaii
I gas escono lentamente
dal magma, senza dare
luogo a esplosioni, tranne
che nella prima fase
dell'eruzione, quando si
liberano con maggiore
violenza dando origine a
vere e proprie fontane di
lava, che si innalzano dal
cratere, occupato quasi
sempre da un lago dì lava.
GLI
STRATOVULCANI
Alternano periodi in cui l'attività è
caratterizzata dall'emissione di lava a
periodi in cui vengono emesse soprattutto
ceneri, lapilli e bombe vulcaniche.
Per questo l'edificio vulcanico presenta
stratificazioni successive di lave solidificate
e di piroclasti.
Fujiyama ( Giappone)
Sono stratovulcani alcuni
dei vulcani più "famosi"
del mondo: il Vesuvio, il
Fujiyama in Giappone, il
Krakatoa in Indonesia e il
Popocatepetl in Messico.
Il Somma-Vesuvio
La natura della loro attività li rende
particolarmente pericolosi: le nubi di ceneri e gas
ad alta temperatura, che emettono nelle loro
esplosioni, possono innalzarsi fino a 20 km di
altezza e poi precipitare ricoprendo tutto con
coltri di ceneri bollenti spesse anche diversi metri.
È ciò che è accaduto nell'esplosione del Vesuvio che
causò la distruzione delle città di Pompei ed
Ercolano nel 79 d.C.
Stratovulcano Arenal - 1657 mt - Centro America - Costarica
I VULCANI STROMBOLIANI
I loro magmi sono viscosi e ciò fa sì che i gas si
liberino con violenza trascinando con sé una gran
quantità di scorie vulcaniche. Le lave scorrono
poco velocemente e per questo l'edificio vulcanico
presenta fianchi ripidi e scoscesi.
Stromboli
Il cratere NE dello Stromboli in
primo piano.
Tutti i conetti sono cresciuti
nella voragine formatasi durante
l'eruzione laterale del 2003.
I DUOMI VULCANICI
Quando durante un'eruzione
viene emessa una lava tanto
viscosa da non riuscire a scorrere,
questa si accumula vicino alla
bocca eruttiva e forma dei rilievi
a cupola detti duomi lavici.
Il duomo de La Soufrière nell’arcipelago di Guadeloupe
(Piccole Antille centrali )
Alcuni duomi sono formati
dalla spinta verso l'esterno
di lava parzialmente o
completamente solidificata
nel condotto.
Queste forme vulcaniche
(dette spine o pitoni) spesso
crollano dopo poco tempo
frantumandosi.
Duomo dentro il cratere del Monte St. Helens, Washington, USA
Il duomo del vulcano Monserrat
nelle Piccole Antille cresce, si
sgretola e crolla.
I VULCANI PELEANI
Prendono il nome dal vulcano La Pelée,
che si trova nella Martinica. I loro
magmi sono talmente viscosi che la
lava, non riesce quasi a scorrere e
forma cupole o guglie intorno al
cratere, perché si solidifica nella parte
esposta all'aria appena uscita dal
cratere stesso.
Vulcano La Pelée
I gas del magma si liberano con
estrema violenza, trascinando con sé
polveri e scorie che formano enormi
nubi ad altissima temperatura, le nubi
ardenti, che crollano sotto il loro stesso
peso e precipitano come una valanga
lungo i fianchi dell'edificio vulcanico,
distruggendo tutto ciò che incontrano
sul loro cammino.
S. Pierre è una cittadina ai
piedi del vulcano La Pelée.
Dopo l’eruzione del 1902,
rimase una città fantasma fino
a pochi decenni fa.
ETNA
Contrariamente alle credenze
comuni, l'Etna non è un semplice
vulcano a scudo o uno
stratovulcano.
La sua forma e struttura è molto
asimmetrica e irregolare perché
non è cresciuta come un unico
grande cono, ma come una
successione di edifici vulcanici.
Molte caldere si possono ancora
morfologicamente esaminare: la
più impressionante è quella della
Valle del Bove sul fianco orientale
del vulcano, i cui fianchi franarono
alcuni migliaia di anni fa.
La morfologia dell'Etna è inoltre
complicata dalla presenza di aree con
frequenti attività eruttive, come la crepa
di Nord- Est che forma una distinta
catena cosparsa di coni eruttivi tagliata
da numerose fessure aperte.
Spettacolare veduta dell’Etna dalla Stazione Spaziale Internazionale
Centinaia di coni piroclastici minori sono sparsi tutti intorno ai fianchi della
montagna, alcuni dei quali sembrano loro stessi dei piccoli vulcani, con
altezze che raggiungono diverse centinaia di metri, mentre molti altri sono
molto più piccoli, con altezze di poche decine di metri.
L'Etna è un vulcano
attivo che si trova sulla
costa orientale
della
Sicilia, tra Catania e
Messina. È il vulcano
attivo più alto d’Europa e
uno dei maggiori al
mondo. La sua altezza
varia nel tempo a causa
delle sue eruzioni, ma si
aggira attualmente sui
3.340 m. s.l.m. Il suo
diametro è di circa 45
chilometri.
L'Etna era conosciuto nell'età romana come Aetna, nome che fu anche
attribuito alla città di Catania, che deriva dalla parola greca aitho (bruciare).
Gli Arabi chiamavano la montagna Jabal al-burkān per indicare il "monte
Gibel",
successivamente,
nel
Medioevo,
in
Mongibello.
Nel gergo delle popolazioni etnee usano chiamare l' Etna semplicemente “à
muntagna”, nel significato di montagna per antonomasia, mentre per il
restante territorio non etneo con l'indicazione generica di “chiana”.
Oggi il nome Mongibello indica la parte sommitale dell'Etna; l'area dei due
crateri centrali, nonché i crateri sud-est e nord-est.
L'attività vulcanica nell'area etnea ha avuto inizio nel Pleistocene superiore
circa 700.000 anni fa con eruzioni di ambiente submarino.
Infatti dove ora sorge il maestoso complesso vulcanico dell’Etna, esisteva un
immenso golfo.
L’evoluzione geologica di questo golfo ha fatto sì che esso si riempisse
progressivamente, inizialmente per opera di eruzioni sottomarine, che
provocarono il successivo sollevamento tettonico e l'accumulo dei prodotti
eruttivi dando origine alla base delle strutture dell'Etna.
In seguito il susseguirsi dell’attività eruttiva, con il continuo accumulo di
magma, innalzò il livello del cono vulcanico, facendolo fuoriuscire dall'acqua,
fino a raggiungere le attuali dimensioni.
In questa prima fase, l'attività eruttiva era prevalentemente di tipo effusivo,
tipico dei vulcani a scudo.
Successivamente, variazioni nel
tipo di magma con relative
manifestazioni di attività di tipo
esplosivo, hanno mutato la
morfologia del vulcano, che ha
progressivamente assunto la
forma
di
uno
"strato
vulcanico".
Il
magico anfiteatro della valle del
Bove è un altro segno tangibile
della sua attività diversificata.
STRUTTURA DEL VULCANO ETNA
Sono quattro le bocche eruttive dell’Etna:
1) Il "cratere centrale", largo 250 metri è anche il più vecchio
2) La "bocca nuova" del 1968
3) Il "cratere di nord-est formatosi nel 1911
4) Il "cratere di sud-est del 1971
I primi tre crateri sono comunicanti, mentre quello di sud-est autonomo.
L’attività del vulcano è oggi prevalentemente
di tipo "stromboliano" nelle bocche
sommitali ed "effusiva" in quelle laterali.
Questa ultima è la più pericolosa, poiché la
lava, scorrendo regolarmente per periodi
prolungati, può facilmente raggiungere le
aree abitate a valle.
Cratere di Sud-Est
Veduta di uno dei
Crateri Silvestri
SE= Sud Est
BN= Bocca Nuova
NE= Nord Est
La cima dell'Etna vista da Est – Sud Est, con il fianco di Sud- Ovest della Valle del Bove
a sinistra in primo piano.
La cresta meridionale della Valle del Bove, chiamata "Schiena dell'Asino".
Il grande cono in primo piano è la Montagnola, formatosi durante l'eruzione del 1763.
Il complesso dei crateri sommitali
Cono principale e il cratere di SE ,ricoperti di ceneri grigie emesse dalla Bocca Nuova.
GROTTE VULCANICHE
Le grotte vulcaniche seguono un processo evolutivo che ha origine dalle
colate laviche, le quali scorrendo lungo i fianchi del vulcano, a volte creano
dei percorsi per così dire paralleli.
La parte esterna, a contatto con l’atmosfera, tende a raffreddarsi e a
solidificarsi prima, mentre il flusso lavico all’interno della colata mantiene il
suo calore e continua a scorrere come in una galleria, sino a quando viene
alimentato.
Quando la colata diminuisce, il tunnel si svuota e lascia il posto ad una grotta
di scorrimento lavico.
Grotta della Montagnola
Grotta delle Palombe
In alcuni casi la formazione delle grotte
avviene in altri modi.
Quando la colata inizia a raffreddarsi e a
solidificarsi dai bordi laterali, forma un
canale di scorrimento, il quale man mano
che la lava diminuisce, tende a chiudersi
nell’arcata superiore, sino a creare una
cavità.
Altri tipi di grotte possono essere
realizzate in modo artificiale dall’uomo,
ma anche dall’erosione delle acque e
dal lento ed inesorabile passare del tempo.
Grotta di Acqua Vitale
Fase 1
La prima fase della formazione delle grotte inizia da
un’eruzione e la relativa colata lavica che scende su un cono
vulcanico con una certa pendenza.
Fase 2
La lava molto fluida scorre dentro degli argini come un
fiume.
Fase 3
In questo stadio si parla di fenomeno di "ingrottamento
lavico".
Fase 4
In questa fase la lava si separa raffreddandosi in alto ,
formando delle stalattiti e delle mensole laterali. In basso
il flusso lavico ancora scorre.
Fase 5
In questa fase vi è un ulteriore diminuzione del flusso lavico.
Stadio finale della formazione. Il tunnel lavico è ormai
formato e solidificato.
La Grotta di San Giovanni
Battista si trova in San
Giovanni Galermo (Catania)
ed è un'ampia e regolare
galleria, lunga circa 100 mt.,
cui fa seguito una piccola
sala.
COSA SONO I TERREMOTI?
Un terremoto (dal latino terrae motu ossia movimento della terra) o sisma è
una serie di violente e rapide vibrazioni della crosta terrestre, causate da forze
che nascono all’interno della Terra.
Il punto in cui questi movimenti
avvengono è detto “ipocentro”: può
trovarsi a una profondità che varia da
pochi chilometri fino anche a 300 Km.
Invece il punto della superficie che si
trova sulla verticale dell'ipocentro è
l'epicentro. E' il punto in cui si avverte il
terremoto con la maggiore intensità.
Secondo la loro origine, possono essere suddivisi in:
terremoti vulcanici,
strettamente legati
alla presenza di un
vulcano.
terremoti tettonici,
legati al movimento
delle zolle.
Terremoti sprofondamento e di assestamento,
originati dal crollo subitaneo e brusco di una
cavità sotterranea. Talvolta sono violenti, ma
interessano un'area molto limitata.
A seconda della profondità dell’ipocentro, un terremoto può essere:
superficiale inferiore a 70 km;
intermedio dai 70 ai 300 km;
profondo maggiore di 300 km; al max 600-700 km
TERREMOTI VULCANICI
Molti terremoti accompagnano le eruzioni vulcaniche, specialmente quelle
di tipo esplosivo.
A volte si hanno terremoti vicino ad un vulcano anche senza eruzione:
questo accade perché la lava si muove attraverso la roccia e la spacca,
producendo quindi un terremoto.
TERREMOTI TETTONICI
I due blocchi
sono spinti da
forze opposte.
La roccia si
deforma sempre
più, caricandosi
come un elastico.
Alla fine la roccia
si rompe e si ha il
terremoto.
Molti terremoti sono detti 'tettonici‘
perché derivano dalle
deformazioni
della crosta terrestre. Durante un
terremoto tettonico, spesso la terra si
spacca e si formano lunghe fenditure.
Le forze che provengono dall'interno
della Terra tendono a spostare una parte
della crosta rispetto alle altre parti.
Allora la crosta si deforma sempre più,
finché arriva a rompersi; la rottura
improvvisa produce il terremoto.
I terremoti tettonici sono dovuti alla
elasticità della roccia, che si carica
come una molla e alla fine si rompe.
Le onde sismiche sono onde che si propagano attraverso il globo terrestre,
generate da un terremoto, da attività vulcanica o artificialmente ad opera
dell'uomo tramite un'esplosione o un'altra forma di energizzazione del
terreno.
Le onde sismiche si propagano per tutto il territorio circostante a partire
dall'ipocentro, ossia il punto da dove si sprigiona l'energia.
Si distinguono tre tipi di onde sismiche:
ONDE P
o LONGITUDINALI
ONDE S
SECONDARIE o TRASVERSALI
ONDE L
o SUPERFICIALI
Le Onde P ( o longitudinali) sono fra le onde
generate da un terremoto le più veloci, e dunque
le prime avvertite ad una stazione sismica.
Le rocce si comprimono e si dilatano
continuamente. Queste onde raggiungono una
velocità compresa tra 4 e 8 Km al secondo.
Onde S (secondarie o trasversali)
muovono il terreno in basso e in alto
trasversalmente alla propagazione.
Le onde S (Secondarie) più lente
delle P, viaggiano alla velocità tra 2,3
e 4,5 Km/s.
Non viaggiano nei liquidi. Sono
dette lunghe perché viaggiano per
lunghe distanze causando danni.
Onde L ( o superficiali) a differenza di quello che si potrebbe pensare, non si
manifestano dall‘epicentro (il corrispondente verticale sulla superficie
dell'ipocentro), ma solo ad una certa distanza da questo. Tali onde sono il
frutto del combinarsi delle onde P e delle onde S, sono perciò molto complesse.
Le onde superficiali sono quelle che provocano i maggiori danni.
Le
onde
longitudinali
e
trasversali
producono,
alla
superficie terrestre, movimenti
verticali che si traducono in
scosse sussultorie, mentre le
onde superficiali producono
oscillazioni orizzontali (scosse
ondulatorie);
queste
ultime
possono trasformarsi in specie di
vortici che producono scosse
rotatorie, capaci ad esempio di
far ruotare una statua rispetto al
suo piedistallo.
COME SI MISURA UN TERREMOTO ?
I terremoti vengono rilevati tramite i sismometri i e vengono registrati dai
sismografi. Attraverso la traccia sismografica si può risalire all’effettivo
movimento del terreno.
Il terremoto viene misurato soprattutto con due scale internazionali:
La scala Mercalli dà una stima
dell’intensità del sisma basandosi
sugli effetti prodotti sulle persone,
sulle infrastrutture umane e sulle
strutture naturali di superficie.
La scala Richter ha lo scopo di
misurare con precisione l’energia
o magnitudo liberata dalla
fratturazione delle rocce.
Grado
Mercalli
Corrispondenza
con la scala
Richter
Effetti
I
<2
Impercettibile. Scossa microsismica rilevata solo dagli strumenti in prossimità dell’epicentro.
II
< 2.5
III
<3
IV
3 – 3.5
Scossa Moderata, può essere avvertita da alcune persone anche ai piani bassi, di rado
all’esterno.
V
3.5 – 4
Scossa moderatamente forte. Avvertita quasi da tutta la popolazione, alcuni vengono
svegliati, i lampadari oscillano e i piccoli oggetti si muovono negli scaffali
VI
4 – 4.5
Scossa Forte. Tutti avvertono questo tipo di scossa che provoca spostamento di mobili e
cadute di oggetti, le campane delle chiese possono suonare per effetto delle oscillazioni.
VII
4.5 – 5.5
VIII
5.5 – 5.8
IX
5.8--6.8
5.8
X
6.8 – 7.5
XI
7.5 – 8
XII
>8
Molto lieve. Scossa microsismica rilevata dagli strumenti anche a distanza dall’epicentro.
Scossa Lieve, avvertita da alcune persone specie ai piani alti delle abitazioni, può essere
confusa col passaggio di un automezzo pesante
Molto forte. Oscillazione di letti, incrinature alle pareti di case robuste, caduta di intonaci,
movimento di tegole e comignoli, difficoltà a mantenere la stazione eretta.
Caduta di mobili pesanti all’interno delle abitazioni, guida dei veicoli disturbata, danni agli
edifici gravi negli edifici in muratura, le fondamenta degli edifici sono danneggiate
Scossa molto distruttiva, panico generale, danni alle costruzioni antisismiche, crollo di
edifici, l’acqua dei laghi si agita
Edifici in muratura distrutti, con distruzione anche degli edifici antisismici, grandi frane,
spostamento delle rotaie dei treni dalla loro sede, maremoti
Catastrofica con distruzione totale degli edifici, apertura di fessure nel terreno, crolli di
dighe, ponti, deragliamento di treni con rotaie notevolmente piegate
Scossa con distruzione totale e catastrofica di cose e persone anche proiettate in aria,
trasformazioni topografiche, scomparsa di laghi e deviazione di fiumi
IL SISMOGRAFO
Uno degli effetti più visibili di un terremoto,
anche poco intenso, è che i lampadari
dondolano.
Da questa osservazione nasce l'idea di un
apparecchio che permetta di registrare la
presenza di un terremoto; questo apparecchio è
il sismografo.
Un sismografo è un pendolo metallico collegato
ad una penna. La penna può scrivere su un
nastro di carta che scorre lentamente; quando
c'è un terremoto il pendolo oscilla e la penna
traccia delle linee ondulate. Dalla forma e
dall'ampiezza delle linee si può dedurre
l'intensità del terremoto.
COSA SONO I MAREMOTI?
Se l'ipocentro di un terremoto si trova all'altezza del fondo marino o
appena sotto si verifica un maremoto
maremoto.. Talvolta questi fenomeni possono
avere origine anche da esplosioni vulcaniche sottomarine
sottomarine..
L’onda sismica colpisce l’acqua causandone un movimento oscillatorio di
lunga durata, che si può propagare anche per 16
16..000 chilometri
chilometri..
Si formano così altissime onde, in grado di raggiungere i 40 metri, che
viaggiano ad elevatissima velocità, fino a 100 metri al secondo
secondo..
Le gigantesche onde dei maremoti sono chiamate con l'espressione
giapponese tsunami (dal giapponese 津波 che significa onda del porto) ,
poiché proprio in Giappone - una zona ad alta attività sismica e vulcanica - i
maremoti sono assai frequenti. Il termine si ormai è diffuso in tutto il
mondo.
Il maremoto generato dal
terremoto del Cile nel 1960, oltre
a distruggere tutti i villaggi
lungo 800 Km di costa, percorse
17.000 Km di Oceano Pacifico e
arrivò in Giappone dopo circa
22 ore e provocò notevoli danni.
L‘energia di uno tsunami è costante,
in funzione della sua altezza e
velocità.
Quindi, quando l'onda si avvicina
alla terra, la sua altezza aumenta
mentre diminuisce la sua velocità.
Le onde viaggiano a velocità
elevate, senza essere visibili
quando attraversano le acque
profonde, ma quando raggiungono
la linea costiera, la loro altezza può
crescere fino a 30 metri.
Gli
tsunami
causano
gravi
distruzioni su coste e isole.
Lo tsunami del 26 dicembre 2004 ha interessato 18 stati dell'area dell'Oceano
Indiano: Indonesia, Tailandia, India, Sri-Lanka, Malaysia, Myanmar, Bangladesh,
Maldive, Isola di Reunion (Francia), Seychelles, Madagascar, Mauritius, Somalia,
Tanzania, Kenya, Oman, Sud Africa e Australia.
I vulcani hanno da sempre intimorito,
meravigliato e scatenato le fantasie dei
popoli. I tremori dei terremoti, il fumo, le
ceneri, il fuoco e la roccia fusa non possono
che rappresentare l'anima tormentata della
Terra.
Per gli antichi Greci, le eruzioni vulcaniche erano
provocate dai Titani.
I Titani combattevano con gli déi dell'Olimpo e nelle
loro tremende battaglie scuotevano la Terra, la quale in
tutta risposta non poteva che vomitare il fuoco nascosto
nelle proprie viscere.
Il più grande dei Titani era Tifone, figlio di Tartaro e di Gaia (il leggendario
nome del pianeta Terra). Gli déi, per punire la sua insolenza di volerli
combattere, lo imprigionarono sotto il vulcano Etna.
Ma Titano non si diede per vinto.
Le sue urla e i suoi gridi si
sentivano lontano chilometri, si
scuoteva e muoveva la terra per la
rabbia, il suo alito incandescente
fuoriusciva infine dalla bocca del
vulcano.
VULCANO
Antica divinità romana, personificazione del Fuoco, preposta all'industria dei
metalli. Vulcano fu anteriore a Giove, di cui in origine aveva anche gli attributi;
per questo fu venerato anche come dio dei Fulmini e della Guerra.
Per compensarlo della sua
bruttezza di fabbro bruciato e
zoppo, gli dèi gli diedero come
sposa Stata Mater, che secondo
alcuni mitologi, era la Terra
Maia.
Vulcano, l’isola più meridionale e nota
dell’arcipelago delle Eolie, estesa circa
21 km quadrati . Dopo l’ultima eruzione
avvenuta alla fine del secolo scorso
(1888-1890) è costantemente in fase di
solfatara con evidenti escursioni
termiche dei suoi gas emessi che hanno
raggiunto anche i 600°C.
Si narra che Vulcano fosse così
spiacevole di aspetto quando
nacque, che sua madre prese ad
odiarlo e finì col precipitarlo giù
dall'Olimpo. Il povero sventurato
cadde per un giorno intero, e,
quando si fermò, si trovò tutto
azzoppato, sull'isola di Lemno che
fremeva di fuochi nascosti. Là
impiantò la sua fucina in un cratere
e vi lavorò alacremente per nove
anni, a battere e plasmare il ferro , il
bronzo e i metalli preziosi.
Nelle viscere fumose dell'Etna, aveva un'altra fucina ove, coadiuvato dai
Ciclopi, giganti con un occhio solo nel mezzo della fronte, batteva
sull'incudine i fulmini degli dei. I boati dell'Etna, le sue pioggie di sassi e di
lapilli, le lente colate della lava erano per gli antichi l'indizio dell'attività
sotterranea di Vulcano e dei suoi ispidi e fuligginosi inservienti.
A Roma fu venerato come dio del Focolare e protettore dagli incendi.
I Ciclopi sono figure favolose della mitologia greca, di statura gigantesca e
fornite di un solo occhio in mezzo alla fronte (propriamente dal greco
kuklops = dall'occhio rotondo).
In epoca arcaica gli antichi mitografi
distinguevano tre stirpi di ciclopi: i figli di
Urano e Gaia (il Cielo e la Terra), che
appartengono alla prima generazione
divina dei Giganti; i Ciclopi "costruttori",
che avrebbero costruito tutti i monumenti
preistorici che si vedevano in Grecia, in
Sicilia e altrove, costituiti da blocchi enormi
il cui peso e dimensione sembravano
sfidare le forze umane (le "mura
ciclopiche"); e i Ciclopi "siciliani",
compagni di Polifemo, di cui narra Omero.
Ulisse si scontrò con Polifemo e riuscì a fuggire dalla sua caverna coi
compagni superstiti, solo dopo avergli accecato nel sonno il grande occhio
con un palo arroventato.
E' ipotizzabile che nella Grecia dell'epoca
primitiva con il nome di Ciclopi si
indicassero i membri di una sorta di
associazione di fabbri ferrai che avevano,
tatuati sulla fronte, dei cerchi concentrici,
allusivi alla potenza del sole, fonte
primigenia del fuoco che alimentava le loro
fucine. E la fucina nelle viscere dell'Etna
non fa altro che spiegare la periodica
fuoruscita di fumo e fuoco dalla bocca del
vulcano.
I Faraglioni dei Ciclopi di Acitrezza (Sicilia)
ETNA
Il vulcano era ritenuto una delle
officine del dio greco Efesto
(Vulcano
nella
mitologia
romana),
dove
i
Ciclopi
forgiavano le folgori di Zeus.
Successivamente alla lotta fra
Zeus e Tifone, mentre questi
cercava di scappare, Zeus
dall’alto gli tirò l’enorme
montagna Etna che da allora
erutta fuoco.
Un altro mito molto tenero e ricco di amore filiale legato all’Etna è quello dei
due fratelli Anfinomo e Anapia di Catania, che salvarono i loro genitori
dall'Etna in eruzione portandoli in spalla, mentre la lava, per volere degli dèi,
lasciava spazio alla loro fuga.
I due giovani ricevevano onori eroici in un luogo chiamato “il campo degli
uomini pii” dove sorgevano le loro statue.
Catania con l'Etna fumante, nella Nuova grande illuminante face del mare,
pubblicata dal J. Van Keulen nel 1695.
«L'Etna tuona con spaventose rovine; a volte erutta sino al cielo una nube nera,
spire di fumo e di cenere ardente, leva globi di fiamme a lambire le stelle; a
volte scaglia macigni, strappando via di slancio le viscere del monte, travolgendo
nell'aria con un gemito rocce liquefatte, bollendo nel fondo del suo cuore».
Virgilio
