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I MAGMI E I VULCANI
I VULCANI E LA STRUTTURA
Quando il calore interno della Terra provoca la fusione dei materiali rocciosi della crosta o del mantello, ques� possono risalire verso la superficie. L’evento più evidente che mostra al meglio questa risalita è la formazione dei vulcani, localizza� prevalentemente lungo i margini di placca dove il flusso di calore verso l’esterno della Terra è maggiore che in altre zone. Il materiale roccioso allo stato fuso è de�o magma che, a causa del suo differente stato fisico, è cara�erizzato da una densità inferiore rispe�o a quello solido. La sua bassa densità provoca la risalita del magma fino a quando incontra serbatoi naturali in cui si accumula: le camere magma�che.
Grazie alla pressione che si genera in questa camera, il magma può con�nuare a risalire all’interno di un condo�o vulcanico principale, il camino (vulcanico), e fuoriuscire poi a�raverso il cratere. Oltre al cratere principale, de�o sommitale, da dove fuoriesce la maggior parte del magma, possono esister e anche crateri secon dari de� avven�zi, che si aprono lungo I fianchi del vulcano.
I vulcani possono essere classifica� oltre che per la forma e per il �po di materiali eru�a�, anche per lo stato di a�vità. Ci possono essere, dunque, I vulcani:
- ATTIVI: eruzioni recen� e frequen� che potrebbero riprendere la loro a�vità in qualsiasi momento (es = Etna)
- QUIESCENTI: negli ul�mi 10.000 anni non hanno manifestato a�vità ciò nonostante vengono defini� anche “dormien�” perché potrebbero riprenderla in qualsiasi momento (es = Vesuvio)
- ESTITNTI: ul�ma eruzione più di 10.000 anni fa e più nessun segno di a�vità (es = Mon� Saba�ni) FASI ERUZIONE
1° RISALITA MAGMA CAMERA MAGMATICA:
- Cristallizzazione parziale
- Separazione gas verso alto
2° ERUZIONE:
- Nuovo magma spinge → fuoriuscita da apertura pre-esistente
- Gas spinge → nuova apertura
3° PRESSIONE INTERNA NELLA CALA
IL MAGMA
Quando il calore interno della Terra provoca la fusione dei materiali rocciosi della crosta o del mantello, ques� possono risalire verso la superficie. L’evento più evidente che mostra al meglio questa risalita è la formazione dei vulcani, localizza� prevalentemente lungo i margini di placca dove il flusso di calore verso l’esterno della Terra è maggiore che in altre zone. Il materiale roccioso allo stato fuso è de�o magma cos�tuito da minerali compos� da silicio e ossigeno mescola� ad altri minerali che contengono veri elemen� come ad esempio alluminio, sodio e ferro, uni� a loro volta ad una componente gassosa cos�tuita principalmente da vapore acqueo. Tu�avia, il magma che esce dalla crosta terrestre subisce una “degassazione”, ovvero disperde in atmosfera la maggior parte dei gas in esso contenu� e per questo prende poi il nome di lava, la quale solidificandosi e stra�ficandosi costruisce l’edificio vulcanico.
CICLO CONTIUO
CLASSIFICAZIONE DEL MAGMA
La classificazione più comuni dei magmi si basa sulle variazioni locali dovute a forze endogene che determinano il contenuto percentuale di silice, dal quale dipendono anche le cara�eris�che proprie del magma quali pressione o temperatura. In generale i magmi si dis�nguono in acidi, intermedi, basici e ultrabasici.
- MAGMA ACIDO: i magmi si dicono acidi se contengono più del 65% di SiO2 e se si generano lungo i margini convergen� e provengono dalla fusione della litosfera in subduzione, la quale sprofondando incontra temperature via via crescen�. I materiali che passano allo stato liquidi quindi tendono a risalire verso la superfice. Questo magma viene chiamato anche secondario o sialico e in generale ha temperature che vanno da 500-900°C (→ temperature più basse rispe�o al magma basico), una bassa densità e una proprietà viscosa più elevata rispe�o ai magmi basici e per questo scorre con più difficoltà;
- MAGMA INTERMEDIO: I magmi si dicono intermedi o andesi�ci se hanno una concentrazione di SiO2 compresa tra il 52 e il 65%;
- MAGMA BASICO: I magmi si dicono basici se sono cos�tui� da una quan�tà di SiO2 inferiore al 45% e se si generano lungo I margini divergen� o presso i così de� “pun� caldi”. Si ha dunque un magma proveniente dal mantello (chiamato per questo anche magma primario) che prende il nome di magma femico perché cara�erizzato da una composizione chimica ricca di ferro e magnesio e povera di silice. In generale questo �po di magma è molto caldo (1200-1400°C), molto denso e poco viscoso;
- MAGMA ULTRABASICO: I magmi si dicono basici se possiedono SiO2 per meno del 45%. Importante dire è che le cara�eris�che del magma non sono costan�; infa�, durante il suo percorso il magma incontra numerose rocce che, al suo passaggio, possono fondere parzialmente, trasme�endo a esso le proprie cara�eris�che chimiche. Tu�avia può succedere anche che durante la risalita si verifichi l’unione tra �pi di magmi differen� con trasformazione dei magmi originari.
ATTIVITÀ DEL MAGMA:
- Si ferma nel luogo d’origine
- Si muove verso l’alto ma non esce solidificando in profondità e formando I così de� “plutoni”
- Si muove verso l’alto senza fermarsi causando una Eruzione vulcanica
COME RISALE:
- Risale rapidamente in fessure profonde
- Risale per tappe differenziandosi
GLOSSARIO:
GEODINAMICA = branca della geologia che studia le cara�eris�che dei vulcani, le cause e la storia della loro formazione e, più in generale, le forze interne della Terra. DENSITÀ = la densità di un magma dipende dalla sua composizione. Durante il proprio cammino il magma è spinto verso la superficie dal fa�o che possiede una densità minore rispe�o a quella delle rocce circostan�; la risalita si arresta quando il magma incontra rocce con la medesima densità e quindi si accumula nella camera magma�ca. VISCOSITÀ = la viscosità di un magma corrisponde alla resistenza che questo oppone allo scorrimento ed è legata alla sua stru�ura interna. Nei magmi acidi l’elevata quan�tà di silice forma lunghe catene che si intrecciano, rendendoli compa� e viscosi; al contrario, nei magmi basici la concentrazione di silice è minore e quindi, formandosi meno legami il magma risulta essere più fluido.
I PRODOTTI DELLE ERUZIONI VULCANICHE
prodo� eruzione vulcanica descrizione ROCCE IGNEE Dal raffreddamento del magma in profondità o della lava in superficie si generano le rocce ignee che possono essere suddivise in 2 gruppi:
Mauna Kea Hawaii Presenta un magma femico e rela�vamente anche una lava di �po basico complessivamente fluida perché scende molto rapidamente lungo i versan�. L’eruzione dunque è di �po effusivo
Forma de�a “a scudo” cara�erizzata da versan� poco inclina�
Saint Helens Washington Presenta un magma sialico e rela�vamente una lava acida. In questo caso si è in presenza di una eruzione esplosiva perché quando il magma è così viscoso raffreddandosi ostruisce il cratere facendo così aumentare la pressione. Tu�avia quando i gas spingono verso l’alto e riescono a rompere l’ostruzione si ha una eruzione violenta
Duomo vulcanico: stru�ura a forma di cupola cara�erizzata da un rigonfiamento interno dovuta alla lava molto viscosa che fuoriesce dal condo�o vulcano centrale
Monte Vulture Basilicata Vulcano spento Presenta una caldera ovvero una depressione che si forma in corrispondenza del cratere a causa del crollo delle pare� dell’edificio vulcanico in seguito allo svuotamento della camera magma�ca Crater Lake Oregon Vulcano spento Si tra�a di un lago molto profondo nato da una caldera vulcanica Monte Fuji Giappone Alterna eruzioni esplosive ed eruzioni effusive producendo stra�ficazioni di cenere e piroclas�
Forma a strato vulcano ovvero a forma di cono e cara�erizzato da fianchi con pendenza accentuata La pelée Mar�nique Presenta una lava acida che non possiede una pressione tale da poter fuori uscire e per questo si solidifica prima di uscire dal camino costruendo un’ostruzione
Duomo vulcanico: stru�ura a forma di cupola cara�erizzata da un rigonfiamento interno dovuta alla lava molto viscosa che fuoriesce dal condo�o vulcano centrale Stromboli Isole Eolie Presenta una lava acida che al momento dell’eruzione solidifica alla base dell’edificio
Forma a cono alto e stre�o dovuta alla viscosità del magma
CRITERI VALUTATIVI PER CLASSIFICAZIONE DI UN VULCANO
TIPI DI ERUZIONI E TIPI DI VULCANI
Il magma che risale lungo i limi� di subduzione è ricco di silice, quindi è acido, e ha un comportamento viscoso; di conseguenza anche la lava a esso associata scorre con difficoltà e si solidifica in prossimità del cratere. L’edificio vulcanico che si genera ha una rido�a estensione basale e un’elevata pendenza dei versan� (es. vulcano Stromboli). Quando il magma è poco viscoso può raffreddarsi e solidificare anche mentre risale il camino vulcanico. Ciò determina l’ostruzione del cratere che a sua volta provoca l’aumento della pressione esercitata dai gas imprigiona� nella camera magma�ca. Se la pressione interna è tale da superare la resistenza meccanica esercitata dalle rocce solide che ostruiscono il camino il vulcano eru�a in modo esplosivo. In generale i vulcani di questo �po presentano un’a�vità esplosiva cara�erizzata da una grande dispersione di gas, minima fuoriuscita di lava ma mol� frammen� solidi = polveri, ceneri, lapilli, bombe. Tali prodo� si possono depositare per:
- CADUTA GRAVITATIVA: i prodo� si cementano generando rocce piroclas�che che si possono stra�ficare (es. Monte Vulture, Basilicata)
- COLATE PIROCLASTICHE: si generano nubi arden� molto calde cos�tuite da gas e solidi a viscosità elevata; cemen�ficandosi generano rocce chiamate ignimbri� che tu�avia non si stra�ficano e occupano zone depresse (es. Crater Lake, Oregon)
- ONDATE BASALI: si ha una eruzione freatomagma�ca che genera un’onda d’urto ad anello (es. Saint Helens)
Parlando di eruzioni esplosive, in base alle cara�eris�che della lava, se ne dis�nguono 4 �pologie:
- STROMBOLIANO: lava viscosa che può ristagnare e ostruire il camino causando tu�avia eruzioni non troppo violente (es. Stromboli, eolie)
- VULCANIANO: lava molto viscose che generando grandi tappi/occlusioni causa eruzioni violente (es. Monte Fuji, Giappone)
- PLINIANO: eruzione violen�ssime e nubi arden� molto alte (Saint Helens, Washington)
- PELEANO: la lava viscosa può formare cupole di ristagno che generano esplosioni violente il crollo dello stesso edificio (es. La Pelé, Mar�nica) Come conseguenza di un’eruzione esplosiva può originarsi una par�colare morfologia vulcanica de�a caldera: una depressione che si forma in corrispondenza del cratere a causa del crollo delle pare� dell’edificio vulcanico in seguito allo svuotamento della camera magma�ca so�ostante. All’interno si possono anche formare laghi di origine vulcanica.
Il magma con una rido�a percentuale di silice (basico) ha invece un comportamento fluido e scorre velocemente, tra�enendo solo in parte i gas in esso disciol�. L’a�vità effusiva associata è cara�erizzata da lava che scende rapidamente lungo i versan� poco inclina� del vulcano, producendo edifici che, per la loro forma, vengono de� vulcani a scudo. Sono vulcani di questo �po quelli hawaiani tra cui Mauna Loa e Mauna Kea. Inoltre se la lava fluida fuoriesce da fra�ure della crosta terrestre può espandersi rapidamente, dando origine alle eruzioni lineari che, spesso, generano i plateaux lavici.
I vulcani, inoltre, possono alternare a�vità esplosiva e a�vità effusiva, producendo stra�ficazioni di cenere e piroclas�. Si tra�a degli edifici vulcanici con la �pica forma a cono, de� stratovulcani (Monte Fuji, Giappone).
