I VULCANI

DEFINIZIONE DI VULCANOUn vulcano può essere definito come una frattura nella crosta terrestre, in corrispondenza della quale il magma viene in superficie nel corso di un’eruzione. Comunemente i materiali eruttati tendono ad accumularsi attorno al centro di emissione, costruendo edifici vulcanici di forma e dimensioni variabili a seconda della composizione chimica del magma, della dinamica eruttiva, del tipo e quantità di materiali emessi, e della durata dell’attività vulcanica. Gli edifici possono essere lineari o centrali

La struttura visibile dall’esterno rappresenta L'EDIFICIO VULCANICO

In base alla forma dell'edificio è possibile distinguerli in:Vulcani linearivulcani a scudovulcani a conoStrato vulcano. Esistono inoltre vulcani policentrici, cioè costituiti da più bocche eruttive attive contemporaneamente in genere lungo fratture, che determinano la formazione di grandi espandimenti di lave basaltiche, ad esempio nelle zone di rift continentale.

• Struttura interna di un vulcano centrale

• Struttura esterna

Vulcano lineare

Vulcano a scudo

VULCANI CENTRALI A SCUDO

Lave intermedie

VULCANO A STRATO

Vulcano di ceneri

ORIGINE DEI MAGMIQuando un magma si viene a trovare in condizioni di minore densità rispetto alle rocce circostanti, si verifica un trasferimento di energia e di materia dal basso verso l'alto.Il magma risale e durante la risalita costituisce grandi corpi a forma di roccia, chiamati diapiri magmatici.Essi continuano a spingere verso l'alto e così deformano e fratturano le rocce sovrastanti.Giunti in prossimità della superficie, i diapiri magmatici tendono a fermarsi per un periodo di tempo più o meno lungo.Lo spazio da loro occupato costituisce il cosiddetto bacino o serbatoio magmatico.Nella camera magmatica ci sono condizioni di equilibrio.Quando si determina una variazione dell'equilibrio si ha l'eruzione vulcanica

La composizione del magma Il magma è una massa parzialmente o completamente fusa, costituita da una miscela di minerali e di gas. Il suo componente principale è rappresentato dalla silice (SiO2), la stessa sostanza di cui è fatto il quarzo, che si riscontra in percentuali variabili dal 45 al 70%. Il secondo componente in ordine di abbondanza è l'allumina (AlO3),presente fra il 10 e il 20%. Poi, in quantità inferiori al 10%, seguono diversi ossidi di ferro,manganese, magnesio, sodio, potassio, titanio, e altri. Rilevante in questa specie di zuppa di minerali è la presenza di gas e vapori, sotto forma di acqua (H2O), anidride carbonica (CO2), anidride solforosa (SO2), idrogeno (H2), ossido di carbonio (CO), e acidi solfidrico (H2S), cloridrico (HCl) e fluoridrico (HF). Tutti i prodotti gassosi insieme possono raggiungere fino al 5% dell'intera massa fusa. Quando la pressione litostatica esercitata sul magma diminuisce, diminuisce anche la solubilità dei gas che sfuggono dal magma e si accumulano nella parte superiore della camera magmatica esercitando una forte spinta nei confronti delle rocce sovrastanti.E’ proprio questa enorme spinta che determina la frantumazione della roccia e i tremori del suolo, quindi la creazione di un varco, il camino vulcanico per la fuoriuscita del magma che traboccando all’esterno diventa lava privata della componente gassosa

L’ERUZIONE VULCANICA

ESPLOSIVA: avviene con violente esplosioni, quando il MAGMA è poco fluido e molto ricco di gas.

EFFUSIVA: avviene quando il MAGMA è molto fluido, ed esce dal cratere scorrendo come un fiume.

L'ATTIVITA' ERUTTIVAQuando un magma si viene a trovare in condizioni tali da raggiungere la superficie esterna del pianeta, si ha una eruzione vulcanica. Questa può verificarsi tramite l'espulsione di un magma come un continuo liquido a viscosità variabile che fluisce lungo la superficie, eventualmente frammentandosi durante il flusso, oppure tramite la violenta espulsione di miscele di gas e materiale solido o parzialmente fuso, frammentato a causa della espansione esplosiva dei volatili contenuti nel magma o a causa dell'istantanea vaporizzazione di acqua esterna al sistema, che può venire a contatto con il corpo magmatico. Nel primo caso l'eruzione viene detta effusiva, e il suo prodotto è una colata lavica; nel secondo caso l'eruzione viene detta esplosiva e determinerà la messa in posto di una vasta gamma di prodotti piroclastici. Il verificarsi di una eruzione vulcanica effusiva o esplosiva dipende in buona sostanza dalle proprietà fisiche del magma che la alimenta.

I PRODOTTI DELL’ATTIVITA’ VULCANICA•Prodotto solidi misurabili in base alle dimensioni espresse in mm ; - particelle < 1/16 di mm ceneri vulcaniche - « 1/16 e 2 mm sabbie vulcaniche - « 2 e 64 mm lapilli - « 64 e 10 cm brandelli di lava - « > 10 cm bombe vulcaniche •Prodotti gassosi vapore acqueo CO2 ; SO3

nubi ardenti•Prodotti liquidi lave basiche – acide – colate

di fango

La solidificazione delle lave basaltiche Le lave basaltiche possono, solidificando, portare a molteplici strutture:•lave a corda o pahoehoe .Si tratta di lave molto basaltiche che scorrono a fiumi, uno strato sopra l'altro. Il più superficiale solidifica, mentre i sottostanti, scorrendo, lo incurvano. Solidificando, sono responsabili della forma dei cosiddetti vulcani a scudo•blocchi coriacei. Si tratta di lave basiche, ma meno rispetto a quelle a corda con una % di SiO4 > del 52%. Lo strato che raffreddando solidifica è più spesso e quelli sottostanti invece di incurvarlo lo spezzano.

lave a cuscino (pillow-lavas), quando la lava fuoriesce a grandi profondità, nel mare, raffredda in fretta ma i gas sgorgano liberandosi molto lentamente

LAVE AA

Le colate di tipo aa sona caratterizzate da superfici accidentati, irregolari, frammentate, scoriacee formate da fessurazione colonnare e dalla presenza di vescicole di forma bollose. La forma scoriacea di queste lave è dovuta all’improvisa perdida dei gas dalle vescicole che esplodendo fanno assumere la tipica struttura scoriacea

ERUZIONI E PRODOTTI DELL’ATTIVITÀ VULCANICA

Una colata di fango (lahar).

Hanno base ampia e sono tra i più alti del sistema solare

VULCANI CENTRALI A SCUDO

VULCANI A SCUDOI vulcani a scudo sono costituiti essenzialmente dall'accumulo di colate laviche a composizione basaltica, con intercalati subordinati depositi piroclastici originati da esplosioni stromboliane (depositi di scorie da caduta) e/o freatomagmatiche (depositi di ceneri e lapilli da caduta, da flusso e da surge). L'edificio che ne deriva ha una forma convessa verso l'alto ed ha base circolare o ellittica in pianta e sono i più alti tra i pianeti terrestri del nostro sistema solare. I vulcani a scudo possono essere distinti in tre tipi fondamentali:

•Vulcani a scudo di tipo hawaiiano •Vulcani a scudo di tipo islandese •Vulcani a scudo tipo Galàpagos

I vulcani a scudo di tipo hawaiiano sono generalmente di grandi dimensioni (diametro di base fino a 250 km) e di forma ellittica – altezza altre 9000 metri parteti poco ripidi o dolci.

I vulcani a scudo di tipo islandese sono generalmente di piccole dimensioni, con un diametro di base che non supera i 15 km.

I vulcani a scudo tipo Galàpagos costituiscono un tipo intermedio fra il tipo hawaiiano e quello islandese. Essi infatti sono poligenici, hanno un diametro di base al livello del mare di 45-80 km, e sono caratterizzati dalla presenza di caldere sommitali di diametro compreso tra 3 e 9 km.

TIPI DI ERUZIONI ED EDIFICI VULCANICI• Influenzano la morfologia e dipendono dalla viscosità a dalle

condizioni chimiche

CONI VULCANICI

Gli edifici vulcanici di forma conica comprendono tre tipi principali:

•Coni di scorie (o pomici) •Coni ed anelli di tufo

•Stratovulcani o vulcani compositi

Coni di scorie (o pomici)I coni di scorie sono piccoli edifici vulcanici, formati nel corso di eruzioni subaeree di tipo stromboliano, della durata di pochi giorni o pochi anni. Essi sono formati dall’accumulo di frammenti messi in posto secondo traiettorie balistiche nelle immediate vicinanze del centro di emissione. La forma di questi edifici, in pianta, è approssimativamente circolare o, talora, allungata se l’attività che ne determina la formazione si protrae nel tempo, con il centro di emissione che migra lungo una frattura.

STRATOVULCANIGli stratovulcani sono edifici vulcanici formati dall'accumulo di colate laviche intercalate da prodotti piroclastici , emessi nel corso di ripetute eruzioni che si verificano in corrispondenza del medesimo centro eruttivo. Gli stratovulcani sono pertanto vulcani centrali, anche se sono comunemente presenti diversi centri eruttivi lungo i fianchi dell'edificio, spesso allineati lungo zone di frattura.

Spaccato di uno stratovulcano

MAARS

Il termine maar è stato usato nella letteratura geologica per indicare genericamente edifici vulcanici di altezza modesta rispetto al diametro di base, comprendendo in questa definizione anche i coni e gli anelli di tufo. Il termine maar dovrebbe essere usato esclusivamente per crateri originati nel corso di eruzioni freatomagmatiche, caratterizzati da:

•versanti interni molto acclivi o subverticali •fondo posto a quota inferiore rispetto al piano campagna •depositi originati nel corso dell'eruzione immergenti verso l'esterno

ERUZIONI TIPO PELEANOVulcano St. Helen 20 marzo 1980

La vita di questo enorme vulcano fu sconvolta nel 1980 da una gigantesca esplosione che ha determinato la sua quasi totale distruzione.

Inizio attività: 20 Marzo 1980: piccoli terremoti localizzati27 Marzo: prima emissione di ceneri e vapori, rigonfiamento sul

fianco settentrionale del vulcanometà Aprile: diminuzione attività sismica!18 Maggio: ore 8.00 scossa sismica di 5.1 Richter le cui vibrazioni

fecero franare il pendio settentrionale del cono vulcanico, eliminando così il sovraccarico che tratteneva il

sottostante magma18 Maggio ore 8.32 eruzione del monte St.Helen

Vulcano St. Helen 18 Maggio 1980

L’esplosione si scatenò con una violenza di un paio di centinaia di volte maggiore di quella della bomba atomica sganciata su Hiroshima durante la seconda Guerra Mondiale. L'esplosione ha disintegrato tutto il fianco settentrionale del vulcano, quello che una volta era un vulcano alto più di 2900 m, collassò e si abbassò di circa 450 m

•Produzioni di nubi ardenti, con temperature di circa 300°C in quota e circa 800°C al suolo viaggiando alla velocità di 400 Km/ora, distrussero tutto in un'area di 400 km2.

•Abbattimento di alberi nel raggio di 25 km

•3 a 4 km3 di ceneri e frammenti di roccia proiettati nell’atmosfera

•La colonna eruttiva arrivò a 18.000 m di quota (stratosfera). sensibili spessori di ceneri si depositarono anche a più di 2500 Km di distanza dal vulcano

•60 le persone che persero la vita

IL NUOVO EDIFICIO VULCANICO DI M. St. HELEN

CALDERE E CAMPI VULCANICI INTRACALDERICI

Le caldere sono strutture da collasso vulcano-tettonico che si presentano come ampie depressioni a contorno frequentemente subcircolare o ellittico (sono tuttavia note anche caldere di forma irregolare), di diametro superiore ad un chilometro, caratterizzate da pareti interne subverticali. Esse risultano dallo sprofondamento di una parte più o meno cospicua del tetto di una camera magmatica superficiale, svuotatasi a seguito di una grossa eruzione esplosiva.

Vulcanesimo secondario

Geyser

Solfatare

fumarole

Soffioni boraciferi

Sorgenti termali

Gli effetti disastrosi di un'eruzione sono tanto maggiori quanto maggiore è l'urbanizzazione dell'area circostante al vulcano e quanto maggiore è la probabilità di avere fenomeni di tipo esplosivo.

IL RISCHIO VULCANICO:

Il Rischio è definito (Unesco, 1972, Fournier d'Albe, 1979) come il prodotto:

Rischio = (Danno) x (Pericolosità)

Danni che il vulcano potrebbe provocare nel contesto in cui è inserito (tipologia costruzioni, densità abitativa, etc.)

Pericolosità è la probabilità che una data area sia soggetta ad un determinato evento vulcanico distruttivo .

In tale contesto, per la densità degli insediamenti urbani che lo circondano, un vulcano a rischio altissimo è il Vesuvio, a riposo dal 1944.

IL RISCHIO VULCANICO IN ITALIA:

Un’altra area a rischio vulcanico altissimo è quella dei Campi Flegrei, i cui lenti movimenti verso l’alto o verso il basso (bradisismi), che saltuariamente si manifestano,sarebbero causati da movimenti, in una massa di magma posta a qualche km di profondità.I campi Flegrei, sono un complesso vulcanico con una lunga evoluzione - iniziata 50.000 anni fa - che comprende circa 20 crateri disseminati su un’area di 65 km2.

IL RISCHIO VULCANICO

IL RISCHIO VULCANICO:

Nel caso del Vesuvio e dei Campi Flegrei, la cui attività è stata quasi sempre esplosiva,l’unica possibilità di difesa è:

riconoscere l’avvicinarsi di un’eruzione

attraverso lo studio dei prodotti e delle caratteristiche delle eruzioni precedenti e la rilevazione continua di certi parametri fisici e chimici

Per potere evacuare tempestivamente l’area.

IL RISCHIO VULCANICO:

Se l’attività vulcanica è prevalentemente effusiva:

si può tentare di attuare una difesa attiva

L’Etna, laboratorio naturale per la Vulcanologia, in relazione agli insediamenti urbani e agricoli in espansione sui suoi versanti, è una sorvegliato speciale.

DISTRIBUZIONE GEOGRAFICA DEI VULCANI SULLA TERRA