i vulcani - anna onofri

Capitolo 4B
I vulcani
I prodotti
dell’attività vulcanica
Lezione 10B
Alfonso Bosellini – Le scienze della Terra. Minerali, rocce, vulcani, terremoti – © Italo Bovolenta editore 2014
1
4.4
Attività eruttiva
Il tenore in silice e il contenuto di gas di un magma
condizionano il tipo di attività vulcanica e,
conseguentemente, i prodotti che ne derivano.
attività effusiva
attività esplosiva
fuoriuscita di lava fluida (basaltica)
che scorre in colate laviche;
fuoriuscita di lava viscosa (riolitica) con
esplosioni e emissione di piroclasti.
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4.4
Attività eruttiva
Attività eruttiva
Esplosiva
Mista
Effusiva
Edificio
vulcanico
Cono di scorie - Diatrema
Maar - Guglia - Caldera
Cupola di ristagno
Plateau ignimbritico
Strato-vulcano
Vulcano a scudo
Plateau basaltico
Manifestazioni
Pennacchi di cenere
Colate piroclastiche
Colate di fango (lahar)
Ondate basali
Sia esplosive
sia effusive
Colate laviche
Sia esplosivi
sia effusivi
Lave fluide
Sia esplosivi
sia effusivi
Depositi lavici
Ialoclastiti
Andesiti - Daciti
Basalti
Piroclasti
Prodotti
(ceneri, lapilli, bombe, blocchi)
Lave viscose
Piroclasti
Depositi
associati
(cineriti, tufi vulcanici, tufiti,
brecce vulcaniche)
Ignimbriti
Rocce
Rioliti
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4.5
Attività vulcanica esplosiva
L’attività esplosiva è legata a magmi riolitici,
viscosi e ricchi di gas.
Consiste in esplosioni,
che scagliano violentemente in aria
frammenti dell’edificio vulcanico e lava incandescente,
con liberazione dei gas accumulati.
I frammenti eiettati durante l’eruzione
sono detti piroclasti.
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4.5
Attività vulcanica esplosiva
I piroclasti si classificano in base alle loro dimensioni in:
Bombe e blocchi
mm
Lapilli

÷
mm
Ceneri e polveri
mm
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4.5
Attività vulcanica esplosiva
I frammenti ricadono al suolo e si accumulano
formando potenti successioni di depositi piroclastici
che nel tempo si trasformano in rocce dette piroclastiti.
I piroclasti di maggiori dimensioni ricadono
nelle vicinanze del cratere, quelli più piccoli possono
essere trasportati dal vento anche a grandi distanze.
I depositi piroclastici derivano
da tre differenti meccanismi di deposizione:
caduta gravitativa;
colata piroclastica;
ondata basale.
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4.5
Attività vulcanica esplosiva
Per caduta gravitativa i piroclasti sono lanciati in alto,
e successivamente ricadono
a varie distanze dal centro eruttivo.
Polveri
Lapilli
Bombe
Blocchi
Cineriti
Tufi vulcanici
Brecce vulcaniche
Caduta
gravitativa
Tufiti
I depositi da caduta gravitativa sono ben stratificati
e ricoprono le asperità del terreno con uno spessore costante.
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4.5
Attività vulcanica esplosiva
Le piroclastiti che si formano per caduta gravitativa
sono, per granulometria crescente:
le cineriti, i tufi vulcanici e le brecce vulcaniche.
Se i piroclasti finiscono in mare si formano le tufiti.
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4.5
Attività vulcanica esplosiva
Le colate piroclastiche (o nubi ardenti) sono una massa
densa e calda di piroclasti, ricca di gas che agisce
da lubrificante, in rapido movimento verso valle.
Ignimbrite
Colata
piroclastica
I depositi da colata piroclastica sono privi di stratificazione
e si accumulano nelle depressioni tendendo a livellare il terreno.
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4.5
Attività vulcanica esplosiva
Prodotti delle nubi ardenti sono le ignimbriti.
Nube ardente
Ignimbrite
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4.5
Attività vulcanica esplosiva
Le ondate basali sono flussi molto diluiti
di gas e materiale piroclastico che si espandono
radialmente e rasoterra dal condotto vulcanico.
Ondata
basale
I depositi da ondata basale hanno stratificazione incrociata e
ricoprono uniformemente il terreno con spessore maggiore nelle depressioni.
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4.5
Attività vulcanica esplosiva
Un fenomeno associato all’attività magmatica esplosiva
sono le colate di fango o lahar.
Colata di fango
Le colate di fango sono flussi d’acqua mista a piroclasti provocati
dallo scioglimento di neve o ghiaccio presenti nei pressi del cratere.
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4.6
Attività vulcanica effusiva
L’attività effusiva è tipica dei magmi basaltici,
che danno origine a lave fluide.
Le lave possono essere subaeree o subacquee
e si distinguono in base alla forma della loro superficie
e a strutture interne dipendenti dalla loro genesi.
Tipo di magma
Viscosità
e contenuto di gas
Tipo di lava
Temperatura
Felsico
Alta viscosità
Lava a blocchi
800÷900 °C
Bassa viscosità
Elevato contenuto di gas
Lava scoriacea
1000÷1200 °C
Intermedio
Alta viscosità
Ridotto contenuto di gas
Lava a corda
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4.6
Attività vulcanica effusiva
Lave scoriacee
Se il magma basaltico è molto ricco di gas
genera scorie bollose dovute alla fuoriuscita dei gas
e origina lave dalla superficie accidentata e irregolare.
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4.6
Attività vulcanica effusiva
Lave a corda
Se il magma è povero di gas, si forma sulla superficie
della colata una sottile pellicola consolidata,
sotto alla quale la lava continua a fluire deformandola.
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4.6
Attività vulcanica effusiva
Lave a blocchi
Se il magma è felsico, e la lava che ne deriva è molto viscosa,
la parte superficiale della colata può suddividersi in blocchi isolati
che la corrente trascina in superficie.
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4.6
Attività vulcanica effusiva
Lave a cuscini o pillow lava
Se l’eruzione è subacquea, il magma che giunge
a contatto con l’acqua si raffredda e solidifica rapidamente
formando strutture globulari che si ammassano una sull’altra.
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4.6
Attività vulcanica effusiva
Lave autoclastiche
Se il raffreddamento è molto rapido, si verifica il consolidamento
allo stato vetroso e autoesplosione con sminuzzamento della colata
e formazione di una breccia o di una sabbia vetrosa (ialoclastite).
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4.7
Stili e forme di prodotti e apparati vulcanici
La forma degli edifici vulcanici dipende dal tipo di frattura
da cui è risalito il magma e dal materiale eruttato.
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4.7
Stili e forme di prodotti e apparati vulcanici
Basalti colonnari: strutture a fessurazione verticale
associate a emissioni di lave basaltiche;
si formano in seguito al rapido raffreddamento
e alla conseguente contrazione della lava.
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4.7
Stili e forme di prodotti e apparati vulcanici
Plateau basaltici: edifici di vulcani a eruzione lineare
dall’aspetto di grandi distese laviche pianeggianti;
derivano da attività effusiva,
e sono caratteristici dei fondi oceanici.
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4.7
Stili e forme di prodotti e apparati vulcanici
Plateau basaltici: edifici di vulcani a eruzione lineare
dall’aspetto di grandi distese laviche pianeggianti;
derivano da attività effusiva,
e sono caratteristici dei fondi oceanici.
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4.7
Stili e forme di prodotti e apparati vulcanici
Strato-vulcani: edifici di vulcani a eruzione centrale
di forma conica con fianchi abbastanza ripidi;
derivano dall’alternanza di attività effusiva (lava)
ed esplosiva (piroclasti).
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4.7
Stili e forme di prodotti e apparati vulcanici
Strato-vulcani: edifici di vulcani a eruzione centrale
di forma conica con fianchi abbastanza ripidi;
derivano dall’alternanza di attività effusiva (lava)
ed esplosiva (piroclasti).
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4.7
Stili e forme di prodotti e apparati vulcanici
Vulcani a scudo: edifici di vulcani a eruzione centrale
di forma conica con fianchi poco ripidi e base larga;
derivano da attività effusiva
di lava basaltica estremamente fluida.
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4.7
Stili e forme di prodotti e apparati vulcanici
Vulcani a scudo: edifici di vulcani a eruzione centrale
di forma conica con fianchi poco ripidi e base larga;
derivano da attività effusiva
di lava basaltica estremamente fluida.
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4.7
Stili e forme di prodotti e apparati vulcanici
Cupole di ristagno: accumuli a forma di focaccia che
ristagnano all’interno di un cratere fungendone da tappo;
si formano in presenza di lave felsiche
a viscosità molto elevata.
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4.7
Stili e forme di prodotti e apparati vulcanici
Cupola di ristagno: accumuli a forma di focaccia che
ristagnano all’interno di un cratere fungendone da tappo;
si formano in presenza di lave felsiche
a viscosità molto elevata.
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4.7
Stili e forme di prodotti e apparati vulcanici
Guglie: edifici di vulcani a eruzione centrale;
derivano da lave molto viscose che solidificano
all’interno del condotto vulcanico e
vengono spinte in alto a formare strutture colonnari.
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4.7
Stili e forme di prodotti e apparati vulcanici
Guglie: edifici di vulcani a eruzione centrale;
derivano da lave molto viscose che solidificano
all’interno del condotto vulcanico e
vengono spinte in alto a formare strutture colonnari.
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4.7
Stili e forme di prodotti e apparati vulcanici
Coni di cenere: edifici di vulcani a eruzione centrale
conici, di piccole dimensioni e con fianchi ripidi;
derivano da attività esplosiva e
sono costituiti esclusivamente da piroclasti.
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4.7
Stili e forme di prodotti e apparati vulcanici
Coni di cenere: edifici di vulcani a eruzione centrale
conici, di piccole dimensioni e con fianchi ripidi;
derivano da attività esplosiva e
sono costituiti esclusivamente da piroclasti.
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4.7
Stili e forme di prodotti e apparati vulcanici
Caldere: vaste depressioni originatesi dall’esplosione
e dal collasso di un intero edificio vulcanico;
al loro interno può formarsi un altro vulcano
o, se cessa l’attività eruttiva, un lago.
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4.7
Stili e forme di prodotti e apparati vulcanici
Caldere: vaste depressioni originatesi dall’esplosione
e dal collasso di un intero edificio vulcanico;
al loro interno può formarsi un altro vulcano
o, se cessa l’attività eruttiva, un lago.
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4.7
Stili e forme di prodotti e apparati vulcanici
Diatremi: edifici di vulcani a eruzione centrale;
sono brecce di riempimento di camini vulcanici,
formatesi in seguito a eruzioni esplosive,
messe a nudo dall’erosione dell’apparato vulcanico.
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4.7
Stili e forme di prodotti e apparati vulcanici
Diatremi: edifici di vulcani a eruzione centrale;
sono brecce di riempimento di camini vulcanici,
formatesi in seguito a eruzioni esplosive,
messe a nudo dall’erosione dell’apparato vulcanico.
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4.8
Manifestazioni gassose
Anche in assenza di attività eruttiva
nei pressi di un vulcano si può verificare
attività vulcanica secondaria.
Si tratta di fenomeni legati
alla presenza del magma nel sottosuolo
che consistono in emissioni di gas e vapori
e in manifestazioni idrotermali.
Tali fenomeni possono manifestarsi
nelle fasi di quiescenza e nelle fasi tardive
dell’attività di un vulcano e proseguire
anche a distanza di secoli dalla sua estinzione.
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4.8
Manifestazioni gassose
Fumarola
Piogge
Sorgente termale
Geyser
Infiltrazione
di acqua fredda
Risalita
di acqua calda
Frattura
Magma
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4.8
Manifestazioni gassose
Sorgenti termali: affioramenti di acque sotterranee,
che sgorgano dal terreno, con temperature superiori a 20 °C.
Sono localizzate lungo le linee di frattura
o in prossimità di crateri spenti.
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39
4.8
Manifestazioni gassose
Geyser : sorgenti termali che emettono alti getti
d’acqua calda a intervalli regolari.
Sono localizzati in prossimità di una camera magmatica
poco profonda che riscalda acque di falda.
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40
4.8
Manifestazioni gassose
Fumarole e soffioni: emissioni di vapore acqueo
e altri gas da fratture del terreno.
Le solfatare contengono zolfo e i soffioni boraciferi
vapore acqueo con acido borico in soluzione.
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4.8
Manifestazioni gassose
Mud pot o salse: vulcanetti di fango e
pozze di fango ribollente per esalazioni gassose.
Si formano per fenomeni vulcanici secondari
in terreni argillosi, melmosi o in laghetti.
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4.9
Rischio vulcanico
La pericolosità dei vulcani è legata
alle caratteristiche della loro attività.
I vulcani caratterizzati da attività unicamente effusiva
sono i meno pericolosi.
I vulcani caratterizzati da attività esplosiva
sono i più pericolosi;
possono causare enormi catastrofi,
soprattutto se inattivi da lungo tempo.
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4.9
Rischio vulcanico
Il rischio vulcanico è un parametro
che dipende da tre fattori:
pericolosità dell’evento vulcanico
cioè la probabilità che si verifichi un’eruzione
in un certo intervallo di tempo e in una data area;
vulnerabilità del territorio
cioè la capacità del territorio (persone, edifici, infrastrutture,
attività economiche) di tollerare gli effetti di un’eruzione;
esposizione del territorio
cioè l’entità dei danni economici e i costi in perdite di vite umane
che l’evento vulcanico potrebbe produrre.
Il rischio vulcanico è traducibile nell’equazione:
RISCHIO VULCANICO = PERICOLOSITÀ
X
VULNERABILITÀ
X
ESPOSIZIONE
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4.9
Rischio vulcanico
A determinare il rischio vulcanico
concorrono numerosi fattori, tra i quali:
la storia eruttiva del vulcano;
l’evoluzione magmatica del vulcano;
il «periodo di ritorno» dell’attività vulcanica;
la morfologia dell’edificio vulcanico;
i venti prevalenti nell’area del vulcano.
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45
4.9
Rischio vulcanico
Con i dati relativi a tutti questi parametri
si elaborano carte utilizzate per piani di evacuazione
e per le pianificazioni urbanistiche.
Carta della pericolosità dell’area del Vesuvio.
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4.9
Rischio vulcanico
Il primo passo per una buona previsione è
la realizzazione di una rete di monitoraggio per registrare
eventuali segni premonitori di un’eruzione.
Rete di monitoraggio dell’area del Vesuvio.
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4.9
Rischio vulcanico
Generalmente un’eruzione vulcanica è preceduta
da fenomeni precursori che si verificano
all’approssimarsi del magma alla superficie terrestre:
improvvise emissioni di gas e vapore acqueo;
piccole e frequenti scosse sismiche;
sollevamenti e deformazioni del suolo;
variazioni del campo magnetico locale;
variazioni del regime termico;
variazioni di livello nell’acqua dei pozzi.
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4.9
Rischio vulcanico
La sorveglianza del vulcano si effettua mediante
campionamenti e rilevazioni strumentali e satellitari.
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4.9
Rischio vulcanico
I dati raccolti sul campo possono essere integrati
con dati storici relativi alle eruzioni del passato.
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4.9
Rischio vulcanico: previsione e prevenzione
È necessario inoltre definire i livelli di allerta
e predisporre efficaci piani di evacuazione.
Livello di allerta
Stato del vulcano
Probabilità
di eruzione
Tempo di attesa
dell’eruzione
BASE
Nessuna variazione significativa
dei parametri controllati
Molto bassa
Indefinito,
comunque non meno
di parecchi mesi
Variazione significativa
dei parametri fisico-chimici
controllati
Bassa
Indefinito,
comunque non meno
di alcuni mesi
Ulteriore variazione
dei parametri controllati
Media
Indefinito,
comunque non meno
di alcune settimane
Comparsa di fenomeni e/o
indicazioni di dinamica preeruttiva
dai parametri controllati
Alta
Da settimane
a giorni
ATTENZIONE
I parametri monitorati superano le soglie prestabilite;
il sistema di monitoraggio viene potenziato
e la popolazione e le autorità civili sono
costantemente informate sull'evolversi della situazione.
PREALLARME
Aumenta la probabilità di un'eruzione;
tutti i soggetti coinvolti nel piano di emergenza
devono essere pronti a intervenire e dislocati
nelle aree da evacuare (zona rossa).
ALLARME
L'eruzione è ormai imminente; la popolazione
deve essere evacuata dalla zona rossa.
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4.9
Rischio vulcanico: previsione e prevenzione
La difesa dalle eruzioni si attua evitando di costruire
insediamenti nelle zone ad elevata pericolosità.
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