Magmi e attività vulcanica
All'interno della crosta terrestre e delle parti più esterne del mantello sono presenti masse di rocce fuse a temperature comprese tra 700 °C e 1400 °C, costituenti i magmi.
I magmi si differenziano in base al contenuto in silice:
- Magmi acidi, a maggior contenuto di silice, sono viscosi (poco fluidi) e, in genere hanno una temperatura più bassa (7-800 °C)
- Magmi basici, hanno un contenuto di silice più basso, sono più fluidi e raggiungono temperature superiori a 1000 °C (1200-1400 °C)
Se i magmi risalgono fino alla superficie terrestre, attraverso fratture della crosta terrestre, danno origine ad attività vulcanica.
L'attività vulcanica è dunque caratterizzata dall'emissione di gas e magma attraverso una fessura della crosta terrestre. Il magma che esce in superficie prende il nome di lava.
Prodotti vulcanici
Si ha emissione di prodotti solidi, liquidi e aeriformi (gas).
- GAS VULCANICI: costituiti per più del 90% da vapore acqueo; ci sono poi idrogeno, acido cloridrico, acido fluoridrico, acido solfidrico, anidride carbonica e altri gas. I gas facilitano la risalita in superficie del magma, comportandosi come l'anidride carbonica che forma le "bollicine" dello champagne; quando si stappa la bottiglia, la pressione interna cala di colpo e il gas fuoriesce trascinando con sé parte del liquido contenuto nella bottiglia.
- LE LAVE: sono prodotti vulcanici liquidi, come i magmi da cui derivano, possono avere caratteristiche differenti, in base al contenuto in silice e alla loro temperatura. I diversi tipi di lava determinano differenti tipi di attività vulcanica: lave acide, più ricche di silice e a temperatura più bassa (700 °C), sono viscose, ossia poco fluide e sono perciò associate a un'attività vulcanica di tipo esplosivo, perché la lava esce con difficoltà dal cratere e lo tappa, cosicché la pressione all'interno aumenta fino a far esplodere il tappo. lave basiche, ricche di ferro e magnesio e povere di silice, hanno temperature più elevate (oltre i 1000 °C); sono perciò più fluide e associate a un'attività vulcanica di tipo effusivo (la lava fluida scorre liberamente).La lava in superficie si raffredda e solidifica rapidamente, dando origine alle rocce magmatiche effusive.
- PRODOTTI VULCANICI SOLIDI: sono detti piroclasti, o materiali piroclastici, e sono costituiti da brandelli di lava solidificati prima di ricadere al suolo e da rocce preesistenti distaccate con forza per effetto dell'eruzione. I materiali piroclastici si distinguono in base alle loro dimensioni: i più voluminosi sono le pomici, estremamente leggere, le scorie, le bombe (a forma di proiettile), i blocchi e hanno diametro superiore a 64 mm; tra i 2 e i 64 mm sono lapilli, sotto i 2 mm ceneri e le più fini sono le polveri.
VULCANI A SCUDO E VULCANI A STRATO
Il magma (sotto forma di lava) che fuoriesce da una frattura della crosta terrestre si accumula solidificandosi e forma imponenti edifici o montagne vulcaniche, più comunemente chiamati vulcani.
Se la fuoriuscita di lava è localizzata in un punto si ha un'eruzione centrale.
Se la fuoriuscita di lava avviene lungo lunghe fessure si ha un'eruzione lineare, come avviene sui fondali oceanici, dove la continua emissione di lava basaltica ha portato alla formazione delle dorsali oceaniche.
La forma dei vulcani dipende dal tipo di magma, in particolare dalla sua fluidità
Vulcano a scudo
è più largo che alto; si origina da magma basico, quindi più fluido, per cui la lava tende a scivolare lungo i pendii del vulcano in formazione che sarà perciò relativamente piatto e ampio con un profilo arrotondato.
Vulcano a strato
E' costituito da una successione di strati di lava e di materiali piroclastici. Ha una forma a cono; si origina da magma acido, poco fluido; è più alto e con pareti più ripide, perché la lava solidifica rapidamente dopo la fuoriuscita dal cratere.
Caldera
Depressione prodotta dal crollo del tetto della camera magmatica
Duomo vulcanico (o lavico)
La lava molto densa si accumula sopra il cratere
STRUTTURA DEL VULCANO
Tutti i vulcani sono costituiti dalle stesse parti:
- La camera magmatica (o bacino vulcanico), posta all'interno della crosta terrestre, che è il luogo in cui si raccoglie il magma;
- il camino (o i camini), che mettono in comunicazione il bacino magmatico con l’esterno;
- il cratere, che è lo sbocco del camino sulla superficie terrestre; se vi sono più camini, vi sono naturalmente anche più crateri.
Le eruzioni possono avvenire attraverso il cratere principale, alla sommità del vulcano (eruzioni sommitali) oppure attraverso un cratere secondario (o avventizio), situato lungo le pareti laterali del vulcano (eruzioni laterali) e collegato per mezzo di un camino accessorio alla camera magmatica.
VULCANISMO SECONDARIO
L'attività di un vulcano, dal momento della sua nascita, dura centinaia di migliaia di anni, fino alla sua completa estinzione.
L'attività può essere prolungata nel tempo (attività persistente), come avviene per lo Stromboli, attivo da più di 2000 anni, oppure può essere caratterizzata da brevi periodi eruttivi (attività parossistica); spesso si alternano, tra una fase di attività e l'altra, lunghi periodi di riposo, o quiescenza, durante i quali il vulcano appare spento (ma, in realtà non lo è): il Vesuvio, ad esempio, non erutta più dal 1944, tuttavia, è tutt'altro che spento e viene mantenuto costantemente sotto osservazione.
Nella fase finale della "vita" di un vulcano si manifestano i fenomeni di vulcanismo e magmatismo secondario, caratterizzati dall'emissione di gas e vapori. Tra questi fenomeni ricordiamo:
- Le fumarole: emissioni di acqua calda, vapore acqueo e anidride carbonica attraverso fessure del terreno, frequenti vicino a Napoli, alle pendici dell'Etna, in Sicilia, e, ancora, nelle Eolie.
- Le solfatare: sono emissioni di vapori caldi (150°C) ricchi di composti dello zolfo, dal colore giallo, che formano cristalli intorno al loro sbocco in superficie. Caratteristico è l'odore di uova marce.
- Le sorgenti termali: molto diffuse in Italia (Abano, Montecatini, Ischia, Bormio ecc.) sono costituite da acque calde, ricche di gas e sali minerali, spesso sfruttate per le loro proprietà terapeutiche.
- I soffioni boraciferi: come quelli di Larderello, sono getti di vapore acqueo, acido borico e altri gas che fuoriescono ad alta pressione e temperature di circa 200 °C attraverso fessure del terreno, raggiungendo fino a 20 metri di altezza e vengono sfruttati per la produzione di acido borico e di energia termoelettrica.
- I geyser: sono getti di acqua calda emessi a intervalli regolari, che possono raggiungere decine di metri di altezza. Famosi sono quelli dell'Islanda e quelli del Parco Naturale di Yellowstone, negli USA. L'acqua alla base del condotto sotterraneo del geyser si riscalda a contatto con il magma e diventa vapore che si libera nell'aria trascinando con sé l'acqua sovrastante solo quando ha raggiunto una pressione sufficiente a sollevare tutta la massa d'acqua.
Se osserviamo la distribuzione geografica dei vulcani attivi sul nostro pianeta notiamo come essi siano concentrati solo in alcune "fasce" che corrispondono alle fasce in cui si verificano più terremoti.
La più importante fascia vulcanica è rappresentata dalle dorsali oceaniche, che emettono dalle lunghe fessure della fossa tettonica enormi quantità di lava basaltica.
Una concentrazione di vulcani è presente nella cosiddetta "cintura di fuoco" del Pacifico, che comprende archi di isole vulcaniche situate a Nord (isole Aleutine) e a Ovest (Giappone e Filippine) e i vulcani delle Cordigliere americane a Est. In questi vulcani le eruzioni sono esplosive.
Questa particolare distribuzione di vulcani non è casuale, ma strettamente collegata alla struttura della litosfera: infatti, più del 90% dei vulcani è localizzato lungo i margini delle placche placche litosferiche. Solo il 5% dei vulcani è situato lontano dai margini delle placche e si ritiene che essi siano situati in corrispondenza dei punti caldi, zone caratterizzate da un notevole flusso di calore proveniente dalla profondità del mantello, con magmi basici. Il più noto di questi punti caldi si trova nell'arcipelago delle Hawaii e alimenta un imponente e vasto vulcano a scudo.
Nelle eruzioni esplosive possono verificarsi numerosi fenomeni che possono determinare gravi perdite di vite umane.
Innanzitutto, ceneri, lapilli, scorie e bombe vulcaniche possono ricadere al suolo, anche incandescenti: Pompei fu seppellita dall'eruzione del Vesuvio del 79 d.C. sotto uno strato di cenere e lapilli di 3 metri di spessore.
Gas e ceneri vulcaniche ad alta temperatura possono propagarsi orizzontalmente, a cerchi concentrici (ondate basali), come nelle esplosioni nucleari, provocando la morte per le elevate temperature o per asfissia.
Oppure, i materiali piroclastici, misti a gas, possono rotolare lungo il pendio del vulcano formando le nubi ardenti, come quella che distrusse la cittadina di St. Pierre nell'isola di Martinica. Anche in questo caso la temperatura è molto elevata (alcune centinaia di gradi centigradi) e la velocità può superare i 180 km/h.
I materiali piroclastici possono impregnarsi di acqua (proveniente dalle piogge, da neve o ghiaccio presenti sul vulcano, oppure da falde acquifere) e formare colate di fango, dette lahar, che rovinano a valle seppellendo interi centri abitati, come avvenne a Ercolano, che fu sepolta da un immenso lahar nell'eruzione del Vesuvio del 79 d.C.
Altri pericoli possono derivare da esalazioni di gas, anche in assenza di attività eruttiva: una nube di anidride carbonica che emanò dal lago vulcanico di Nyos in Camerun, nel 1986, provocò la morte di 1700 persone; o, infine, dalle frane conseguenti al crollo delle pareti del vulcano, che possono causare violenti maremoti, come quello che seguì l'eruzione del Krakatoa del 1883, causando oltre 36.000 vittime.
Approfondimenti
Isola vulcanica di Surtsey
Vesuvio
