Fenomeni endogeni: i vulcani

Fenomeni endogeni: i vulcani

1 Che cos'è un vulcano

Il vulcano è un condotto detto camino vulcanico che sfocia in superficie con una o più bocche vulcaniche. Al camino è collegato un bacino magmatico in cui è presente il magma. Il magma è materiale roccioso allo stato fuso combinato con gas. La forma conica del vulcano è data dal fatto che i materiali che espelle si depositano attorno alla bocca vulcanica dando luogo ad un rilievo di forma conica detto edificio vulcanico.

Eruzioni vulcaniche

Vulcanesimo effusivo: si ha un magma fluido che trabocca tranquillamente dalla bocca del vulcano dando luogo a fiumi di lava tranquilli. I gas si separano dal magma senza causare danni

Vulcanesimo esplosivo: si hanno tremende esplosioni causate dal gas che spara la lava molto lontano sotto forma di ceneri e lapilli (materiale piroclastico)

2 I meccanismi delle eruzioni

Due meccanismi:

Magma più caldo ha densità minore e quindi tende a risalire

Migrazione del magma in "fratture riempite di fluido" (lunghi serpenti all'interno delle rocce); possono risalire a grandi velocità (m/s)

Tramite questi due meccanismi il magma risale in superficie formando le camere magmatiche.

Eruzioni esplosive: magma in risalita si raffredda e libera gas che rimangono nella parte interna della massa magmatica ancora liquida, provocando un veloce aumento di tensione di vapore; raggiunge il suo massimo a 600°. Se la tensione è molto alta, abbiamo eruzioni esplosive; ciò avviene con magmi acidi e ricchi d'acqua. Si può arrivare a un valore critico (pressione di saturazione) e se la pressione diminuisce si formano delle bolle di vapore all'interno del magma (vescicolazione o essoluzione). Queste fanno aumentare di molto il volume del magma che in tal modo risalgono in superficie. Ad un certo punto la pressione diminuisce, si scende sotto il valore critico e le bolle cominciano ad esplodere (frammentazione del magma). In questo modo si aumenta ancora di più la risalita di gas e particelle di magma nel condotto vulcanico che eruttano come nubi di gas e materiali piroclastici molto violentemente. Si forma così la nube vulcanica. La nube di gas e i materiali piroclastici formano il pino vulcanico.

Eruzione effusiva: presenza di magma povero di sostanze volatili (acqua), con alte temperature e bassa viscosità. Le bolle di gas sono poche, risalgono facilmente attraverso il magma e non raggiungono pressioni elevate. L'emissione del magma avviene dunque con notevoli quantità di questo

Quindi nei vulcani con eruzioni effusive si ha una limitata fase iniziale esplosiva, seguita da una lunga fase effusiva. Nei vulcani con eruzioni esplosive si ha una grandiosa e terrificante fase esplosiva seguita da una brave fase effusiva.

3 I prodotti dell'attività vulcanica

Gas vulcanici

Di solito c'è una prevalenza di acqua che va dal 50% al 98% in più c'è il CO, anidride carbonica, idrogeno, zolfo, cloro, azoto, anidride solforosa e anidride solforica. Quando la pressione dell'acqua è maggiore di quella delle rocce avvengono esplosioni

Lave

Classificazione geofisica delle rocce: acidità, basicità, alcalinità.

Classificazione morfologica delle colate di lava

Lave pahoehoe: colate in origine molto fluide; superfici lisce e ondulate (sottile superficie plastica)

Lave AA: colate meno fluide; superficie irregolare con presenza di zolle e lastroni (la crosta è spezzata in blocchi)

Tubi di lava: canali subcircolari creati dal passaggio di lava incandescente sotto la crosta già solidificata; si svuotano quando il flusso di lava finisce

Lave a cuscino (pillow lava): eruzione in ambiente subacqueo; forme della lava ellissoidali o rotondeggianti

Temperatura delle lave: lave effusive 1100°-1200°. La crosta funge da isolante e impedisce la diffusione di calore

Materiali piroclastici

Ceneri: grandezza massima 2 mm

Lapilli: da 2 mm a 6 cm

Bombe vulcaniche: sopra i 6 cm

Tufi vulcanici: rocce che si formano dai frammenti dei materiali piroclastici caduti a terra e cementati (se sono ancora più grandi sono le cosiddette brecce vulcaniche)

Nubi ardenti: sono costituite da miscele di gas, ceneri e polveri calde emesse dal pino vulcanico. Rotolano ad alte velocità lungo i fianchi dell'edificio vulcanico (velocità massima: 150 Km/h; volume massimo: 1000 Km^3). Questi materiali poi si cementano dando origine alle ignimbriti

Pyroclastic flow: sono nubi ardenti prodotte dalla caduta di pressione. Il materiale piroclastico cade e rotola sui fianchi del vulcano

Base surge: sono nubi ardenti emesse come un anello in rapidissima espansione; sono le più distruttive

Lahar: colte di fango mischiate con materiale piroclastico

4 La classificazione dei vulcani

Tipo Hawaiano: caratterizzato da lave basaltiche con temperature sopra i 1200°; i gas vengono espulsi in modo tranquillo, ci sono quindi rare esplosioni e solo poche fontane di lava che raggiungono altezze di 300 metri grazie alla forza del gas. Si formano laghi di lava che rimangono stagnanti; la forma dell'edificio vulcanico è a scudo, ossia è molto ampio, con inclinazione debole, un'altezza massima di 1000 metri (misurati dal fondale marino) e un diametro massimo di 400 Km

Tipo Stromboliano (vd. Stromboli, Isole Eolie, Sicilia): esplosioni più o meno regolari di intensità moderata; la lava è pastosa con presenza di vapori. La lava di solito si ferma nella parte superficiale del cono, dando origine ad una crosta solida che favorisce l'aumentare della pressione dei gas dando luogo a fontane di lava

Tipo Vulcaniano (vd. Vulcano, Isole Eolie, Sicilia): hanno una lava più acida e quindi più pastosa e viscosa. La crosta di lava solidificata provoca un innalzamento di pressione dei gas che a loro volta danno origine a grandi esplosioni con la presenza di bombe e scorie. C'è anche una produzione di grandi nubi eruttive a fungo con molte ceneri

Tipo Pliniano (vd. Vesuvio, Paracutin e Fujiyama): grandi esplosioni. Formazione di pino vulcanico, pyroclastic flow e base surge

Tipo Peléeano (vd. Pelée, Isola Martinica, Indie Occidentali): presenza di magmi acidi e quindi lava molto viscosa con conseguente eruzione esplosiva. C'è spesso anche un tappo di lava ("sbriciolato") molto consistente che provoca eruzioni in senso orizzontale. La lava è densissima e genera spine: colonne di lava solidificata.