Il globo terrestre e la sua evoluzione, Zanichelli - Bologna, Sintesi di Geografia. Università degli Studi di Urbino Carlo Bo
GiusyMorgana86
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Il globo terrestre e la sua evoluzione, Zanichelli - Bologna, Sintesi di Geografia. Università degli Studi di Urbino Carlo Bo

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Capitoli 7 e 8: la giaciutra delle rocce e le deformazioni delle rocce; i fenomeni vulcanici
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CAP. 8 I FENOMENI VULCANICI Uno dei segni dell’irrequietezza del nostro pianeta è rappresentato dai 600 vulcani attivi, tipiche forme di paesaggio da cui fuoriescono lava, vapori e gas. L’importanza del vulcanismo è, ancora oggi, evidente. Il più grande vulcano, fino ad oggi scoperto, è su Marte, mentre l’attività vulcanica più intensa è quella di Io, il satellite più interno di Giove. L’ATTIVITA’ VULCANICA può manifestarsi in modi molto diversi, dalla tranquilla effusione di lava ad esplosioni così violente da sconvolgere un’ampia regione.

RUOLO DEL VULCANISMO: Trasferire imponenti quantità di materiali dall’interno all’esterno del pianeta. Tutto questo avviene attraverso la continua fusione di rocce in profondità, seguita dalla risalita dei materiali fusi (magmi) e dalla loro solidificazione, per raffreddamento, in superficie. Tale meccanismo ha portato anche alla formazione dell’atmosfera e dell’idrosfera, proseguendo con un successivo sviluppo della biosfera.

I magmi si originano all’interno della crosta e nella parte alta del mantello, tra i 15 e i 100 km di profondità. Il processo di fusione si verifica in presenza di PARTICOLARI CONDIZIONI CHIMICHE E FISICHE: come l’aumento di temperatura, la diminuzione di pressione, l’arrivo di fluidi.

Il processo di fusione delle rocce avviene GRADUALMENTE: materiale in origine molto caldo, ma ancora solido, si trasforma in una MASSA PASTOSA, al cui interno sono presenti minuscole gocce di magma che si separano dal residuo refrattario (cioè in grado di resistere ad alte temperature senza fondere o subire alterazioni). Quando un volume pari al 5-20% del materiale originario è fuso, le singole gocce trovano spazio sufficiente per MUOVERSI E FONDERSI con altre. La massa fusa si muove verso l’alto per la sua minore densità rispetto ai materiali circostanti.

La velocità di risalita di una massa di magma dipende dalla sua COMPONENTE CHIMICA, dalla PROFONDITA’ della zona in cui si origina e dalla TEMPERATURA DELLE ROCCE CIRCOSTANTI. La risalita del magma può rallentare fino ad arrestarsi, per riprendere successivamente: se il magma arriva in superficie si innescano i fenomeni vulcanici.

2. EDIFICI VULCANICI, ERUZIONI E PRODOTTI DELL’ATTIVITA’ VULCANICA Il “trasferimento” di materiale fuso sulla superficie terrestre presenta alcuni aspetti fondamentali: - Costruzione di nuove forme, cioè gli EDIFICI VULCANICI; - Come si sviluppano tali forme, cioè i TIPI DI ERUZIONI; - In che cosa si trasforma il magma, cioè i PRODOTTI DELLE ERUZIONI

2.1 La forma degli edifici vulcanici Fin’ora si è parlato genericamente di “materiale fuso o magma”, ma chiariamo bene le loro definizioni: parliamo di MAGMA, identificando il materiale fuso presente all’interno della crosta; si parla, invece, di LAVA, intendendo il materiale che fuoriesce in superficie perdendo gran parte dei gas e vapori che conteneva. Gas e vapori vanno ad arricchire l’atmosfera, mentre i prodotti solidi si accumulano fino a costruire l’EDIFICIO VULCANICO, il quale si accresce nel punto in cui il materiale fuso fuoriesce, quindi: all’estremità aperta in superficie, il cratere; e lungo spaccature che

penetrano profondamente nell’interno della Terra.

Il CONDOTTO VULCANICO o CAMINO VULCANICO mette in comunicazione l’edificio esterno con l’area di alimentazione del vulcano, che può trovarsi fino a 100 km di profondità. Nella risalita, in genere, il magma può ristagnare in una CAMERA MAGMATICA, a debole profondità.

La forma di un edificio vulcanico dipende dal tipo di prodotti che vengono eruttati e, rappresentano un’importante informazione sulla natura del vulcano. Possiamo riconoscere due tipi di vulcani:

VULCANI-STRATO: caratterizzati dalla tipica forma a cono e da ERUZIONI ESPLOSIVE di frammenti sminuzzati di lava, alternati a fasi di effusioni laviche, che si depositano intorno al cratere, dando origine ai piroclastici, ovvero scorie, ceneri.

VULCANI A SCUDO: nelle Hawaii ed in Islanda, troviamo dei vulcani che hanno una forma appiattita, dovuta alla notevole fluidità delle lave eruttate. Queste lave sono in grado di scorrere per molti km in larghe colate, anche di modesto spessore, prima di consolidarsi. Assenti gli episodi esplosivi. Tra tali vulcani si annoverano i vulcani più grandi della Terra: il maggiore tra essi è il Mauna Loa, nell’Isola Hawaii, si alza per oltre 4 km sopra il livello del mare, ma la sua base è a 5 km di profondità, per un totale di 9 km, con un diametro alla base di circa 250 km.

2.2 I diversi tipi di eruzione La classificazione dei vulcani in base al tipo di eruzione presenta dei limiti, dovuti al fatto che nello stesso vulcano, possono alternarsi o succedersi nel tempo tipi di attività diversi. I fattori che influenzano il tipo di attività sono:

1. VISCOSITA’ DEL MAGMA IN RISALITA: la viscosità varia moltissimo: è molto elevata nei magmi acidi, che danno origine a lave di tipo riolitico, e molto minore nei magmi basici, da cui derivano lave di tipo basaltico.

2. CONTENUTO IN AERIFORMI IN ACQUA: si esprime attraverso la capacità di espansione esplosiva (esplosione) del vapore ad alte temperature, quando diminuisce la resistenza dell’ammasso roccioso attraverso il quale il magma risale.

Ritroviamo, quindi, vari tipi di eruzioni: Quando il MAGMA E’ BASICO: il magma basico è particolarmente caldo, raggiungendo la temperatura di circa 1200° C. Esso viene emesso nel corso di eruzioni tranquille, e pertanto scorre velocemente sul suolo. Solidificando da origine a VULCANI A SCUDO, molto larghi e piatti, il cui nome deriva dal fatto che il loro profilo è simile a quello di uno scudo greco appoggiato a terra. Non a caso il PiU’ ESTESO VULCANO DEL GLOBO, il Mauna Loa (nelle isole Hawaii), è proprio a scudo e ha un diametro di 250 km. Dal momento che i vulcani a scudo sono appunto tipici delle Hawaii, questo tipo di eruzione è detta:

Eruzioni di tipo hawaiano: caratterizzate da abbondanti effusioni di lave molto fluide, che danno origine ai tipici vulcani a scudo. Nelle prime fasi dell’eruzione, in questi vulcani è possibile che i gas vengano liberati con una certa violenza, dando origine alle fontane di lava, alte più di 100m, tipiche ad esempio del vulcano Kilauea, mentre in un secondo tempo i gas si liberano più lentamente e senza provocare esplosioni (vedi immagini pag 529 del libro delle superiori). La lava basica, se incontra sul suo

cammino una depressione, chiamata CALDERA, la riempie formando un lago di lava, che solidifica: il raffreddamento ne provoca anche la contrazione, così che la crosta solidificata si frattura in blocchi poligonali.

ERUZIONI DI TIPO ISLANDESE: nelle quali, però, la lava, sempre molto fluida, fuoriesce da lunghe fessure invece che da un edificio centrale. Il ripetersi di tali eruzioni dalla stessa fessura porta alla formazione di vasti espandimenti lavici basaltici, quasi orizzontali, di spessore relativamente modesto, ma estesi per centinaia di migliaia di km. La più grande di queste eruzioni si verificò nel 1783 dal vulcano islandese Laki.

ERUZIONI DI TIPO STROMBOLIANO: (dall’Isola di Stromboli, nelle Eolie) predomina un’attività esplosiva più o meno regolare. La lava, abbastanza fluida, ristagna periodicamente nel cratere, dove inizia a solidificare. Si forma così una nuova crosta solida, al di sotto della quale si vanno accumulando i gas che continuano a liberarsi dal magma: nel giro di un’ora o anche solo pochi minuti, la pressione di questi gas cresce fino a far saltare la crosta con modeste esplosioni,

che lanciano in aria brandelli di lava fusa. Esaurita la spinta dei gas, la lava torna a ristagnare sul fondo del cratere e si forma una nuova crosta solida, fino al ripetersi del fenomeno.

Quando il MAGMA E’ ACIDO:

ERUZIONI DI TIPO VULCANIANO: (Dall’Isola Vulcano, sempre nelle Isole Eolie), sono caratterizzate da un meccanismo simile a quello stromboliano, solo che in tal caso la lava è molto più viscosa. Perciò i gas si liberano con più difficoltà, e la lava solidifica nella parte alta del condotto, dove forma un “Tappo” di grosso spessore. I gas impiegano quindi tempi più lunghi per raggiungere pressioni sufficienti a vincere l’ostruzione; quando ciò avviene, l’esplosione è violentissima.

 Le eruzioni di tutti i grandi vulcani, se il loro cratere è ostruito, avvengono di regola con una fase iniziale di violenta attività vulcanica.

ERUZIONE VESUVIANA: In un primo tempo avviene un’esplosione violenta, che svuota la parte superiore del condotto vulcanico; il magma che risale dà allora origine ad una nube di cenere, che si spinge a notevole altezza e poi ricade coprendo un’area molto ampia. Quando l’eruzione vesuviana avviene con particolare violenza, si parla di ERUZIONE PLINIANA, perché essa è stata descritta nei particolari da Plinio il Giovane nel 79 d.C: in questo caso la colonna di vapori e gas fuoriesce dal condotto con tale forza e velocità da salire diritta verso l’alto per alcuni km, prima di perdere energia ed espandersi in una gran nuvola, che assume

così una caratteristica forma che ricorda un pino marittimo. Dalla nuvola ricadono su un’ampia area grandi quantità di frammenti di lava vetrificata, sotto forma di pomici.

ERUZIONI DI TIPO PELE’EANO: la lava ad altissima viscosità e a temperatura relativamente bassa (600-800°) viene spinta fuori dal condotto già quasi solida e forma cupole o torri alte qualche centinaio di metri. Dalla base sfuggono nuvole di gas e vapori, che scendono come valanghe lungo le pendici del vulcano e si espandono con grande velocità. Il nome di tale eruzione deriva dal vulcano La Peleè, nella Martinica.

VULCANISMO IDROMAGMATICO: Dovuto all’interazione tra magma a modesta profondità, e acqua che permea le rocce. Il brusco passaggio dell’acqua allo stato di vapore genera enormi pressioni che possono far saltare l’intera colonna di rocce sovrastanti. Dal cratere esce con grande violenza una colonna di vapore che trascina con sé frammenti di rocce e lava finemente polverizzata. Crateri di origine idromagmatica e relativi prodotti si riconoscono nei vulcani laziali e campani, come il Vesuvio, la cui eruzione del 79 d.C., ebbe tragiche conseguenze proprio a causa di una forte attività idromagmatica.

IL VESUVIO La ricostruzione della storica eruzione del 79 d.C. è stata effettuata dai vulcanologi basandosi sullo studio dei prodotti vulcanici emessi nel corso di tale evento. A Pompei sono state rinvenute POMICI BOLLOSE, originatesi da un magma raffreddatosi rapidamente, sopra le quali si sono depositate delle ceneri. Ad Ercolano, oltre a pomici e a cenere, si è rilevata la presenza di una colata di fango dallo spessore di 10 m. Con il passare del tempo vi fu una mescolanza tra due magmi che generò un’instabilità nella camera magmatica, la quale il 24 Agosto del 79 d.C., provocò la comparsa di tremori del suolo e la formazione di un pino vulcanico, che si sollevò fino a 17 km dal suolo, lasciando cadere pomici e cenere. Plinio il Vecchio, in qualità di ammiraglio della flotta, si trovava a Miseno (nel golfo di Napoli), e per osservare meglio il fenomeno si diresse ad Ercolano, dove però non riuscì ad attaccare per la presenza di un fondale molto basso. Decise quindi di recarsi a Stabia, dove approdò mentre avveniva una vera e propria pioggia di pomici. Dettata al suo scrivano una descrizione particolareggiata del fenomeno, giunse poi da alcuni amici, presso i quali pernottò, ma non riuscendo a dormire, in seguito all’acutizzarsi dell’asma di cui soffriva, si portò fino in riva al mare, lungo la spiaggia dove il giorno seguente fu trovato ormai cadavere. A Pompei buona parte degli abitanti erano fuggiti dalla città, senonchè, nel successivo periodo di calma, ritenendo che l’eruzione si fosse ormai conclusa, fecero ritorno alle loro case. Il 25 Agosto l’acqua di una falda vi penetrò, trasformandosi rapidamente in vapore che, a causa della grande pressione esercitata sulle pareti del vulcano, ne determinò l’esplosione. Il vulcano fu praticamente distrutto e frantumato in piroclasti, generando anche una nuve ardente chee investì Pompei e provocò la morte per soffocamento di coloro che vi erano ritornati, come testimonia la posizione dei calchi dei cadaveri, molti dei quali hanno le mani davanti alla bocca in un disperato tentativo di salvarsi.

Il 79 d.C non è stata la prima volta, anzi. Nel 2002 durante gli scavi per realizzare le strutture portanti di un centro commerciale nella zona di Nola sotto 6m di terra furono rinvenuti i resti di un villaggio risalente a quasi 4000 anni fa, appartenente quindi all’età del bronzo. Gli studiosi hanno trovato tre capanne praticamente intatte, sepolte sotto un cumulo di pomici e di ceneri compattate. Si è così scoperto che, 2000 anni prima dell’eruzione del 79 d.C., il vulcano “antenato” dell’attuale Vesuvio aveva già effettuato un’eruzione altrettanto violenta, seppellendo una comunità che costruiva già tetti con i lucernari, forni, brocche… Questo ritrovamento dimostra che l’area in cui si trova l’attuale Vesuvio è certamente ad alto rischio, se si dà credito alla storia geologica di questo territorio, che i vulcanologi stanno ormai ricostruendo nei minimi particolari.

Tra il 1694 e il 1944 si sono verificate numerose eruzioni effusive, studiando le quali i vulcanologi hanno ricostruito il ciclo dell’attività vesuviana, nel quale essi riconoscono 4 fasi:

1. DI RIPOSO: il camino vulcanico è ostruito e si ha soltanto un’ATTIVITA’ FUMAROLICA, con emissione di vapore acqueo ed anidride carbonica;

2. DI ATTIVITA’ PERSISTENTE: durante la quale si ha l’APERTURA DEL CONDOTTO;

3. DI ERUZIONE INTERMEDIA: la LAVA TRABOCCA DAL CRATERE;

4. DI ERUZIONE FINALE: si assiste all’EMISSIONE ABBONDANTE DI LAVA, seguita da una NUOVA OSTRUZIONE DEL CAMINO.

Dal 1944 il Vesuvio è a riposo, ma questa calma è solo apparente perché i vulcanologi prevedono una sua riattivazione, che potrebbe provocare quello che è indicato come evento massimo atteso. Essa comporterebbe la distruzione del cono vulcanico, la formazione di una colata di fango e di un terribile flusso piroclastico, con caduta di ceneri e lapilli, provocando la comparsa di una nuova caldera.

2.3 I prodotti dell’attività vulcanica

Nel corso di un’eruzione, in relazione al grado di acidità del magma, emette diversi tipi di prodotti:

- MATERIALI AERIFORMI: vapore d’acqua, anidride carbonica, zolfo, azoto, cloro, fluoro. Essi hanno contribuito a formare gran parte dell’atmosfera e continuano ad alimentarla. I gas sciolti in un magma sono analoghi all’anidride carbonica sciolta in uno spumante: quando si comincia a togliere il tappo dalla bottiglia, la

pressione all’interno di quest’ultima diminuisce e subito l’anidride carbonica comincia a liberarsi dal vino sotto forma di bollicine; togliendo completamente

il tappo, l’anidride carbonica si libera e fuoriesce dalla bottiglie, trascinando parte del liquido. Mentre, però, una volta esaurita l’anidride carbonica, una parte del vino rimane nella bottiglia e non può più uscire spontaneamente, nel caso dei vulcani, esaurita l’energia dei gas hanno provocato l’eruzione, il meccanismo viene “ricaricato” da

altri gas, che risalgono dall’interno della Terra.

- MATERIALI SOLIDI: colate di lava (cui le lave danno origine per raffreddamento) ; piroclastiti, che si formano per accumulo di frammenti solidi di varie dimensioni, espulsi dal vulcano nelle fasi esplosive della sua attività. La presenza in un edificio vulcanico di sole lave o di soli piroclastiti dipende dal tipo di eruzione e, quindi, dal tipo di magma che è risalito e ha alimentato l’attività effusiva.

- MAERIALI LIQUIDI: rappresentati dalle lave.

L’aspetto di una COLATA DI LAVA dipende da vari fattori.

Quando la lava che fuoriesce è molto FLUIDA, alla sua superficie si forma rapidamente una crosta levigata, sotto la quale la lava continua a scorrere come in un tunnel dalle pareti isolanti, fino ad arrivare a grande distanza.

Se, invece, la lava è più VISCOSA, la superficie della colata si frantuma in numerosi frammenti spigolosi e taglienti ed assume un aspetto scabroso.

Se la colata FUORIESCE SUL FONDO DI UN OCEANO, a causa del brusco raffreddamento a contatto con l’acqua, la sua superficie si riveste rapidamente di una crosta vetrosa, che la pressione, dovuta all’arrivo di nuova lava, fa rompere in vari punti: dalle fessure escono flotti di lava che a loro volta si rivestono di un guscio vetroso. Alla fine la colata appare come una catasta di grosse “focacce” o “lava a cuscini”.

DIFFERENZA TRA MAGMA E LAVA: La differenza che potrebbe sembrare sofisticata con ragioni poco comprensibili è invece banale. Iniziamo dicendo che il magma è "roccia" fusa all' INTERNO del pianeta può risalire in superficie per un calo della pressione esercitato su di

esso oppure ci scava la strada sciogliendo tutte le rocce che le stanno intorno. Il magma che si accumula nel sottosuolo viene chiamato camera magmatica a volte accade pero che il magma presente in questa camera proviene dal nucleo esterno e quindi risalendo il magma prende una forma di colonna +o­ regolare che viene chiamata pennacchio oppure hot spot ( punto caldo ) come quello delle isole Hawaii. Una volta salito in superficie il magma ( che può essere di due componenti acido oppure basico ) viene gettato fuori dai vulcani sotto forma di eruzioni insieme ad  altri  materiali  piroclastici  e  prende  il  nome di  LAVA.  Ricordo che  la   lava  che fuoriesce dal vulcano se è  di  componente acida ( ovvero che contiene molto silicio e altri materiali ) è molto densa e crea delle esplosioni violentissime che a volte distruggono tutto ( come quella del Vesuvio che distrusse Pompei ) se è di componente basica ( con poco silicio )  è   più   fluida   e   a   volte   crea   i   cosi   detti vulcani   a   "scudo"   che   hanno   una   forma appiattita ( in indie ce ne uno che si estende per  500k  ed è  alto  al  massimo 300m).   In poche  parole   Il  MAGMA è   roccia   fusa  all' interno o sotto  la crosta,  la LAVA è  roccia fusa   che   fuoriesce   in   superficie   e

raffreddandosi da origine alle rocce magmatiche effusive.

Anche le PIROCLASTITI possono assumere aspetti diversi:

La liberazione dei gas da lave abbastanza fluide può dare origine al lancio di brandelli di lava, che ricadono ancora incandescenti e, raffreddandosi, formano le SCORIE VULCANICHE.

Se i brandelli sono di grandi dimensioni e si induriscono in superficie, si arriva alle BOMBE VULCANICHE di forma affusolata.

Nelle fasi esplosive i gas trascinano via grandi quantità di rocce sbriciolate e di lava in minute goccioline, che si trasformano in vetro vulcanico. A seconda delle dimensioni dei frammenti, si parla di polvere vulcanica (molto fine), cenere vulcanica (simile ad una sabbia), lapilli (come piccoli ciottoli), blocchi (anche di decine di tonnellate).

Se la brusca liberazione di gas avviene in un magma acido si forma una specie di schiuma vetrosa, che l’eruzione esplosiva riduce in frammenti: tali frammenti trascinati a grande altezza, quando ricadono si accumulano in livelli di POMICI: la struttura vetrosa è dovuta al rapido raffreddamento della lava che non ha permesso lo sviluppo di cristalli. I gas si sono liberati in bollicine ed hanno lasciato numerosi pori.

2.4 Altri fenomeni legati all’attività vulcanica

Nell’attività vulcanica l’acqua è spesso presente in abbondanza, per la fusione di neve che ricopre la sommità del vulcano e per altri fenomeni simili. Come conseguenza, i detriti piroclastici, formati da granuli “sciolti”non attaccati tra loro, assorbono acqua fino a diventare abbondanti e finiscono per diventare instabili e per trasformarsi in COLATE DI FANGO. Queste colate, note anche con il nome di LAHAR, si incanalano lungo le valli e scendono con forza distruttiva per parecchi km. Quando si arresta, il fango indurisce rapidamente e si trasforma in una solida roccia che imprigiona tenacemente tutto quello che ha travolto e sepolto.

Alla fine del 1985 nell’eruzione del Nevado, in Colombia, il magma fece Fondere rapidamente un ghiacciaio posto alla sommità del vulcano: la colata di fango formatasi in tal modo investì e sommerse la città di Armero e i villaggi circostanti, provocando quasi 30 000 vittime.

I lahar possono formarsi anche molto tempo dopo l’eruzione e possono innescarsi anche lungo le pendici dei rilievi circostanti il vulcano. Prima o poi le acque che circolano nei terreni superficiali o che derivano da prolungate precipitazioni, finiscono per imbibire (ostacolare) quei materiali e trasformarli in colate di fango che scivolano veloci verso la pianura.

E’ quanto è successo a Sarno, in Campania, investita da numerose colate Di fango formate a spere delle piroclasti.

Altri fenomeni legati all’attività vulcanica sono le MANIFESTAZIONI TARDIVE. Per molto tempo dopo che è cessata l’emissione di lava, dalle profondità della terra continuano a salire i gas residui che per il loro contenuto vengono utilizzate a scopi curativi.

E’ il caso delle Terme di Abano (Padova), dove il vulcanismo estinto addirittura

Da 30 milioni di anni, oppure degli impianti a cura di Ischia e di tante altre località termali

Fenomeni legati a queste manifestazioni sono i GEYSER, nome derivato dalla sorgente termale islandese Big Geysir, che significava “emettere a flotti”: il fenomeno si manifesta quando da una cavità aperta in superficie viene emessa, ad intervalli quasi regolari, una colonna d’acqua molto calda, che viene spinta a grandi altezze, come un’enorme fontana.

Altre manifestazioni minori sono le FUMAROLE, emissioni di gas e vapori caldi, le MOFE’TE, emissioni di acqua e anidride carbonica. Queste ultime possono essere molto pericolose, in quanto l’anidride carbonica, essendo più pesante dell’aria, si raccoglie nelle cavità e nelle depressioni del terreno. Essa, pur non essendo velenosa, può risultare mortale per gli essere viventi che vi si trovino immersi, in quanto sottrae ossigeno all’aria.

3. VULCANISMO EFFUSIVO ED ESPLOSIVO La frequenza con cui i diversi tipi di eruzioni si manifestano e la quantità di prodotti cui ognuno di essi dà origine, suggeriscono che si ha a che fare essenzialmente con due tipi di vulcanismo: uno EFFUSIVO e l’altro ESPLOSIVO: questi due tipi fondamentali di vulcanismo hanno una distribuzione geografica diversa: in certi settori del pianeta domina il vulcanismo esplosivo, in altri quello effusivo.

3.1 Il vulcanismo effusivo delle dorsali oceaniche e dei punti caldi

Così è nata dal mare, nel 1963, l’Isola di Surtsey, al largo delle coste Dell’Islanda, che corrisponde a un settore della dorsale Medio-Atlantica che emerge dal mare.

Le eruzioni effusive sono caratterizzate dall’emissione di lave, con un modesto sviluppo di aeriformi. Raffreddandosi, la lava basica va incontro a una diminuzione di volume determinando la cosiddetta FESSURAZIONE COLONNARE che taglia l’intera crosta oceanica e che segna l’asse delle DORSALI OCEANICHE, le quali corrispondono a settori di fondo oceanico nettamente rilevati formando una fascia larga un migliaio di km e lunga oltre 60 000 km; che va dal Mar Glaciale Artico attraversando l’Atlantico e l’Indiano percorrendo l’intero Pacifico Meridionale ed Orientale. Il sistema di dorsali oceaniche corrisponde ad un incarnamento del fondo oceanico, lungo la cui sommità si aprono le fessure da cui fluisce il magma.

Spostandoci in ambiente subacqueo, il magma che esce viene a contatto con l’acqua, si raffredda e quindi solidifica in tipiche forme tondeggianti dette PILLOWS (CUSCINI). Dal momento che l’eruzione avviene a grande profondità, la forte pressione esercitata dalla colonna d’acqua non consente ai gas di liberarsi, e quindi non si verificano esplosioni. Nel caso in cui le dorsali oceaniche si trovino invece molto vicine alla superficie dell’acqua, la minore pressione esercitata sulla lava permette la liberazione dei gas, con la formazione di nuvole di vapore acque. Le eruzioni effusive sono tipiche anche dei cosiddetti PUNTI CALDI, nei quali il vulcanismo è attivo da milioni di anni. E’ il caso dell’arcipelago delle Hawaii, dove avvengono eruzioni imponenti di magma basico, che si forma costantemente in profondità ed alimenta vulcani come Mauna Kea e Mauna Loa. I punti caldi sono zone ristrette della superficie terrestre (ne sono state identificate alcune decine) con diametro di 100-200 km, caratterizzate da vulcanismo attivo persistente da milioni di anni. Sotto i punti caldi si ha una continua fusione del materiale presente e che, a causa delle enormi quantità di lava che traboccano in superficie, esso viene costantemente “rimpiazzato” dalla risalita da grandi profondità nel mantello di “pennacchi” di materiale caldissimo.

3.2 Il vulcanismo esplosivo

Quando il magma è viscoso iniziano a liberarsi in singole bollicine, ma la viscosità non permette loro di espandersi liberamente e la pressione da essi esercitata sale continuamente. Qualunque sia il meccanismo, quando si arriva all’esplosione i gas roventi fuggono dal condotto con estrema violenza, trascinando frammenti di rocce sbriciolate e lava polverizzata. Si forma così una nube ardente, una densa sospensione ad alta temperatura (oltre 300° C) di gas, che sale in verticale a gran velocità (da 100 a 400 km/h) per migliaia di metri.

Quando la nube perde energia e i gas si disperdono, la colonna di materiale solido ricade sul vulcano e scorre velocemente lungo le sue pendici, formando estese colate piroclastiche, prima di arrestarsi (dopo decine di km) e di originare un accumulo di piroclastiti.

Se, a causa di una parziale ostruzione del cratere, l’esplosione avviene lateralmente invece che verso l’alto, la nuvola rotola lungo il pendìo con grande velocità.

La forma più devastante di queste esplosioni è però quella delle nubi ardenti traboccanti che fuoriescono da fessure lunghe vari km, invece che da condotti centrali, e che arrivano a centinaia di km di distanza dal punto di emissione, muovendosi con grande velocità (oltre 100 km/h).

L’accumulo piroclastico cui danno origine viene detto ignimbrite (pioggia di fuoco) , ed è formato da frammenti di vetro (dovuti al rapido raffreddamento della lava), rocce e cristalli, lungo percorso effettuato. Il vulcanismo esplosivo porta in definitiva all’accumulo di enormi quantità di prodotti piroclastici e molto meno di lave. Inoltre, durante un’eruzione esplosiva, gas, vapori e ceneri permangono a lungo nell’atmosfera con pesanti conseguenze.

Nel 1815 l’eruzione del vulcano Tambora, in Indonesia, disperse i suoi prodotti in un’area pari a un quarto della superficie dell’intera Europa. Fu l’eruzione più grande della storia e provocò 90 000 morti, con l’espulsione di oltre 150 km cubi di materiali, parte dei quali, penetrando in mare come colate piroclastiche, generò un violento tsunami. Le ceneri più fini salirono fino alla stratosfera e presero a girare intorno alla Terra, riflettendo nello spazio parte della radiazione solare, che riscalda l’atmosfera: il 1816 è noto come “l’anno senza estate” e si ebbero raccolti scarsi in tutto il mondo.

3.3 La distribuzione geografica dei vulcani

La distribuzione dei quasi 600 vulcani attivi sulle terre emerse non è casuale né uniforme: tende a concentrarsi in lunghe fasce o in catene di edifici, mentre solo una parte dei vulcani sembra avere una distribuzione sparsa. Possiamo quindi distinguere tre diverse situazioni principali:

1. Vulcanismo da edifici lineari lungo le dorsali oceaniche ;

2. Vulcanismo da edifici centrali lungo i margini dei continenti o catene di isole ;

3. Vulcanismo da edifici centrali o lineari in centri isolati (punti caldi) all’interno di aree continentali

Il tipo di vulcanismo più esteso è quello legato all’emissione di gigantesche quantità di lave basaltiche dalle fessure del sistema mondiale di dorsali oceaniche. Si tratta di un vulcanismo con grandi accumuli di “lava a cuscini”. In qualche caso il vulcanismo associato alle dorsali oceaniche arriva a manifestarsi sopra il livello del mare: è quanto avviene in Islanda, dove la Dorsale Medio- Atlantica emerge per circa 500 km.

I grandi vulcani della Terra, quelli con forma a cono, si sono sviluppati per la maggior parte lungo i margini di continenti fiancheggiati da depressioni del fondo, ovvero da “fosse abissali”. Più del 60% di questi vulcani si trova lungo il margine dell’Oceano Pacifico, dove costituiscono la “cintura di fuoco”. Partendo la “cintura”, si distacca verso Ovest un altro importante allineamento di vulcani, poi prosegue i monti dell’Asia Minore, fino a raggiungere le isole del Mar Egeo. Sono tutti vulcani altamente esplosivi. Questi vulcani si contrappongono nettamente a quelli del gruppo precedente.

I numerosi centri di emissione di prodotti vulcanici sono distribuiti in modo apparentemente causale in piena area oceanica, o all’interno di un continente. Tra quelli oceanici, uno dei centri più estesi è quello delle Isole Hawaii. Allo stesso gruppo vengono associati alcuni dei grandi vulcani e anche l’ETNA, il più grande vulcano d’Europa. Questo nostro vulcano è formato in realtà da più edifici vulcanici susseguitisi nel tempo, ognuno dei quali ha parzialmente coperto i precedenti. L’edificio si è accresciuto fino ad emergere dal mare: alle colate di lava si sono alternate manifestazioni esplosive. Le fonti storiche hanno registrato l’attività dell’Etna a partire da 2000 anni fa, anche se ormai sappiamo che la sua storia è in realtà molto più lunga. Infatti le prime manifestazioni vulcaniche sono fatte risalire dai vulcanologi a ben 700.000 anni fa, anche se si svolgevano in ambiente sottomarino, nel golfo pre-etneo. Vari sollevamenti tettonici fecero emergere questa regione, dando origine ad un tipico vulcano a scudo. La lava subì successivamente un processo di acidificazione, mentre l’attività vulcanica divenne mista, dando origine ad uno STRATOVULCANO, nel quale si riconoscono più crateri, sommitali e laterali. La storia dell’Etna è stata quindi segnata da fasi alterne, cioè da eruzioni effusive ed esplosive. Le caratteristiche dei prodotti emessi dall’Etna fanno ritenere agli studiosi che il magma si formi nel mantello superiore, subito sotto la crosta continentale, per poi concentrarsi in una camera magmatica, localizzata probabilmente ad alcuni km di profondità, con uno sviluppo in buona parte verticale, come confermano i dati sismologici. Oggi le eruzioni avvengono sia da bocche stabili, alla sommità dell’edificio, sia da molte bocche laterali, in corrispondenza di fratture che le mettono in comunicazione con il condotto centrale. La lava emessa è in prevalenza abbastanza fluida da alimentare estese colate. L’Etna non è certamente un vulcano tranquillo, infatti nel 1669 un’eruzione distrusse in parte la città di Catania; tra le eruzioni recenti ricordiamo in particolare quella del 1992, che minacciò la cittadina di Zafferana e per la quale accorsero esperti vulcanologi da tutto il mondo, nel tentativo di deviare il flusso della lava.

Oltre agli edifici vulcanici, le ricerche hanno individuato un gran numero di piccoli monti sottomarini a forma di cono, interpretabili come vulcani. Ne sono stati contati oltre 200 000. Il vulcanismo si manifesta anzitutto come il trasferimento di materiali dall’interno caldo del pianeta fino in superficie, dove si accumulano rocce. Tale trasferimento avviene con processi diversi:

- Nelle DORSALI OCEANICHE, materiali solidi ma molto caldi risalgono nel mantello, fondono in prossimità della crosta oceanica e fluiscono attraverso fessure che si aprono e tagliano tutta la crosta.

- A ridosso delle FOSSE OCEANICHE, i magmi risalgono da profondità minori, ma soprattutto interagiscono con i materiali della crosta, modificandosi in aeriformi, per cui eruttano in superificie con esplosioni violente

- Nei PUNTI CALDI, il materiale molto caldo risale da grandissime profondità e alimenta effusioni per milioni di anni.

L’interno della Terra, non è omogeneo, ma deve presentare settori tra loro diversi per la natura dei materiali presenti e per le condizioni fisiche che vi si incontrano. La distribuzione localizzata dei fenomeni vulcanici suggerisce, infatti, che i materiali fondano.

4. I VULCANI E L’UOMO

Le grandi eruzioni vulcaniche sono un importante fattore di rischio: ci sono circa 600 vulcani attivi e di essi 1 su 6 ha provocato vittime. Le manifestazioni dell’attività vulcanica che provocano danni sono numerose, o comprendono colate piroclastiche, colate di lava, piogge di ceneri, colate di fango. Per i vulcani che emergono dal mare, bisogna anche ricordare gli tsunami, gigantesche onde d’acqua più note in associazione a terremoti. In Italia, nel dicembre 2002 l’attività dello Stromboli ha provocato uno tsunami, causato dal collasso di una parte del versante subaereo e sottomarino ben noto come Sciara del Fuoco. La lotta dei vulcanologi per prevenire questi gravissimi danni conosce ombre e luci. Nel corso dell’eruzione nelle Filippine, nel 1991, un gruppo di ricercatori fu in grado di avvertire dell’imminenza di un’eruzione e le autorità pubbliche fecero evacuare 250 000 persone, prima che un’eruzione catastrofica sommergesse gran parte dei villaggi. Ma non è sempre così. Nel 1985, i vulcanologi erano pronti a dare l’allarme per l’imminente attivarsi del Nevado, in Colombia, un vulcano noto per la sua pericolosità. Purtroppo, le autorità governative non erano preparate a un’evacuazione e 25 000 persone perirono travolte nei loro villaggi da lahar. La vulcanologia è in grado di riconoscere i vulcani pericolosi e di individuare i rischi caso per caso, in basse allo studio dei depositi vulcanici di eruzioni precedenti. E’ possibile identificare i probabili percorsi di colate di lava o le zone di espansione, e questo consente di delimitare aree da abbandonare o su cui evitare l’occupazione stabile. Inoltre è possibile riconoscere fenomeni premonitori, come tremori, rigonfiamento dei fianchi del vulcano, variazioni di temperatura delle fumarole ed altri ancora, che segnalano l’imminenza dell’eruzione e consentono di far evacuare la popolazione a rischio, se esistono strutture organizzate. Se le eruzioni sono inevitabili, la ricerca scientifica può ridurre gli effetti catastrofici.

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