"Gli abissi"

Il vulcanismo 

Il nostro Pianeta è "geologicamente attivo", sottoposto cioè all'azione di forze endogene che trasformano e rendono instabile la litosfera. Dalle forze endogene dipendono fenomeni come eruzioni vulcaniche e terremoti o sismi.

Il loro studio fornisce dati riguardanti la dinamica e la struttura interna della Terra.

IL VULCANISMO

Con il termine vulcanismo, viene indicata l'emissione in superficie, attraverso condotti e fenditure, di fluidi (lave), materiali solidi (piroclastici), vapori e gas di natura vulcanica. I fenomeni vulcanici sono tanti e diversi tra loro ma  hanno un fattore comune: l’ esistenza del magma. Esistono due tipi di magma, quello "primario", che si forma nella zona più superficiale del mantello, molto denso e fluido e quello "secondario" che si forma in prossimità della crosta terrestre ed è meno denso e molto viscoso, a causa delle temperature più basse. In funzione della sua composizione, in particolare, in funzione della percentuale di Silice presente (SiO2), vengono ulteriormente suddivisi in :

   Magmi acidi: sono ricchissimi di silicio e alluminio, formate da inosilicati e tettosilicati come la silice, che solidifica in cristalli come il quarzo.

 Magmi neutri: hanno una composizione neutra e danno origine a rocce neutre, con densità superiore a quelle delle rocce acide e con un rapporto equilibrato fra alluminosilicati e silicati.

 Magmi basici: hanno una bassa quantità di silice, ma sono ricchi di ferro, magnesio e calcio; essi danno origine a rocce scure, le rocce provenienti da questo magma si chiamano basiche o femiche (ovvero dall’iniziali di ferro e magnesio).

Magmi ultrabasici: con una bassissima quantità di silice, le rocce a cui danno vita sono molte scure e vengono dette ultrabasiche.

    Non sempre però il magma alimenta le eruzioni vulcaniche, o meglio, non sempre fuoriesce in superficie dando vita alle manifestazioni "tipiche" a cui siamo abituati ad associare il vulcanismo. Talvolta esso solidifica in profondità generando corpi di enormi dimensioni chiamati "plutoni". Rocce magmatiche di enormi dimensioni, portate a giorno solo in seguito all'evoluzione delle dinamiche tettoniche che interessano estese porzioni del nostro Pianeta.

I VULCANI E I PRODOTTI DELLA LORO ATTIVITA'

- Struttura di un vulcano

Gli elementi che accomunano tutti i vulcani sono:

la camera magmatica: un serbatoio in cui esso staziona per un tempo variabile;

il condotto vulcanico: la via di collegamento tra la camera magmatica e la superficie terrestre;
il cratere: l'interfaccia del condotto con la superficie esterna, generalmente sulla sommità del vulcano ma possono aprirsene anche di secondari e successivamente.

L'attività vulcanica si manifesta nelle regioni della Terra dove grandi fratture e tensioni, causate da movimenti su grande scala, riducono la pressione litostatica (dei terreni sovrastanti) e consentono la risalita dei magmi verso la superficie. La "spaccatura" della superficie terrestre che consente la fuoriuscita di lave e prodotti solidi o aeriformi che derivano dal magma stesso, è il vulcano. La struttura che deriva dall'accumulo di materiale eruttato in prossimità si chiama "edificio vulcanico". Ne esistono diversi e dalla loro morfologia dipendono anche svariate tipologie di eruzioni. Quando l'edificio si compone di un cratere centrale, l'eruzione e la successiva deposizione di materiale nell'immediata vicinanza crea un "cono". A questa categoria, quella dei "Vulcani a Cono" fanno parte anche altre sottocategorie di edifici vulcanici come gli "stratovulcani", ne sono un esempio il Vesuvio, l'Etna e il St. Helens, che si sono formati in seguito al periodico alternarsi di fasi eruttive esplosive ed effusive, depositando nel tempo strati di lava solidificata che si alternano a strati di prodotti piroclastici. Ancora della stessa famiglia fanno parte i "vulcani a scudo", che si distinguono perlopiù per la morfologia, essendo questi caratterizzati da pendii poco scoscesi e dalle dimensioni molto estese, tanto da dare l'idea di uno scudo.

 

 Figura 1 - Tipica forma di un vulcano  a "cono”

Eruzioni vulcaniche

Nella camera magmatica, il magma proveniente da regioni più profonde, si accumula e ristagna fintanto che, con il graduale variare delle condizioni di pressione e di temperatura, alcuni elementi che lo compongono iniziano a cristallizzare, mentre gas e vapori iniziano a separarsi dal fluido e si raccolgono nella zona superiore. Più il fluido si approssima alla superficie, più la pressione litostatica diminuisce cosi come la temperatura, dando cosi la possibilità ai gas di potersi espandere. Le eruzioni vulcaniche, non sono altro che la fuoriuscita in superficie di questi prodotti e, avviene quando la pressione del fluido magmatico e dei suoi componenti è superiore a quella delle rocce superficiali sovrastanti.

Tipi di eruzioni:

Le eruzioni posso essere di vario tipo e prendono il nome dei vulcani di cui sono tipiche.

Eruzioni di tipo Hawaiano - Attività effusiva dominante

Sono caratterizzate da abbandonanti effusioni di lava molto fluide, che danno origine ai tipici vulcani a scudo, con caldere sommitali, delimitate da pareti formatasi con il collasso del tetto della camera magmatica. L'’emissione di magma avviene sotto forma di colate laviche che danno vita a spettacolari fontane di lava, alte anche di centinaia di m.

Eruzioni di tipo Islandese - Attività effusiva dominante:

Attività simile a quella Hawaiana, ma la lava viene emessa da lunghe fratture (attività fessurale), anziché da un condotto centrale; origina gli espandimenti lavici, detti plateau basaltici, estesi per migliaia di km.

Eruzioni di tipo Peleeano - Attività mista effusiva-esplosiva:

Caratterizzata da lava ad altissima viscosità e temperatura relativamente bassa (600-800°) viene spinta fuori dal condotto già quasi solida a forma di torri alte qualche centinaio di metri. Dalla base sfuggono grandi nuvole di gas e vapori roventi e molto densi, chiamate nubi ardenti discendenti, che scendono come valanghe lungo le pendici del vulcano e si espandono su vaste aree con grande velocità

Figura 2 - Eruzione di tipo hawaiano-effusiva

Eruzioni di tipo Stromboliano - attività esplosiva dominante.

Caratterizzata da una lava abbastanza fluida, ristagna periodicamente nel cratere, dove inizia a solidificare. Si forma così una crosta solida, al di sotto della quale si vanno accumulando i gas che continuano a liberarsi dal magma, la presenza di questi gas cresce fino a far saltare la crosta con modeste esplosioni, che lanciano brandelli di lava fusa.

Eruzioni di tipo Vulcaniano - Attività mista esplosiva-effusiva:

Caratterizzata da eruzioni violente di magma acido simile a quello Stromboliano solo che in questo caso la lava è più viscosa, perciò i gas si liberano con più difficoltà, e la lava solidifica nella parte alta del condotto formando un “tappo” di grosso spessore. I gas impiegano più tempo per raggiungere pressioni sufficienti a vincere l’ostruzione, quando ciò avviene, l’esplosione è violentissima. Nelle fasi esplosive iniziali la colonna di gas e vapori fuoriesce con tale forza e velocità da salire diritta verso l’alto per alcuni km; prima di perdere energia ed espandersi in una grande nuvola chiamata nube eruttiva. Dalla nuvola ricadono su un’ampia area grandi quantità di frammenti di lava vetrificata sotto forma di ceneri e pomici, infine l’attività termina con una colata lavica. Quando tali esplosioni raggiungono il loro aspetto più violento vengono definite eruzioni di tipo Pliniano (da Plinio il Giovane, che per primo ne descrisse una nell’eruzione del Vesuvio del 79 d.C.)

Eruzioni di tipo idromagmatico: Attività solo esplosiva:

Quando il magma, nell’ultimo tratto di risalita nel condotto incontra l’acqua esterna (di falda, di mare o di lago) avviene una interazione esplosiva che determina una frammentazione esplosiva del magma in ceneri e pomici, ma anche la fratturazione di rocce del condotto. Le eruzioni sono violente e danno vita a una densa nuvola di vapori e di materiali solidi a forma di anello, chiamata base surge, la nube si espande a grande velocità, lasciando accumuli piroclastici.

Figura 3 - Eruzione di tipo pliniana

 Edifici vulcanici

Gli edifici vulcanici si accrescono nel punto in cui il materiale fuoriesce. Ci sono vari modi di accrescimento del materiale solido nel formare i vulcani:

     - Se l’accumulo avviene intorno all’apertura (cratere) si forma un edificio a forma

conica, il vulcano centrale.
-Se l’accumulo avviene lungo una spaccatura della crosta terrestre, si forma un allineamento di piccoli edifici e prende il nome di vulcano lineare
-  Se l’accumulo avviene a causa di diverse eruzioni, da crateri diversi ma ravvicinati, si forma un campo vulcanico.

La forma di un edificio vulcanico dipende strettamente dal tipo di prodotti eruttati. Si riconoscono fondamentalmente due tipi di vulcani.

Figura 4 - Campo Vulcanico - Campi Flegrei

VULCANISMO SECONDARIO

Appartengono ad esso tutti i fenomeni che caratterizzano le fasi conclusive dell’attività primaria o della quiescenza di un vulcano. Sono causati dalla presenza di magma nelle immediate vicinanze della superficie che raffreddandosi libera i gas e riscalda le acque presenti nel sottosuolo. Queste vaporizzate risalgono molto velocemente in superficie e formano le sorgenti termali. Esalazioni di vapore d’acqua, biossido di carbonio e in alcuni casi solfuri di idrogeno generano, in presenza di elevate temperature, manifestazioni abbastanza note anche in Italia come "le fumarole", "i geyser", "le mofete".

Colate di fango o lahar, sono anch’essi fenomeni legati ad un vulcanismo secondario e sono dovute alla formazione di fango costituito da cenere vulcanica e acqua di pioggia o di fusione glaciale e possono manifestarsi durante un'eruzione o anche molti anni dopo.

      
                                                                                      Figura 5 - Geyser

DISTRIBUZIONE GEOGRAFICA DEL VULCANISMO

I vulcani attivi sono diffusi sia sulle aree continentali che in fondo agli oceani. Gran parte di essi, in effetti, costituiscono le dorsali oceaniche, catene montuose che si sviluppano su aree lunghe anche decine di migliaia di Km e che si elevano sul fondo degli oceani fino ad una quota di circa 3000 m. Si sviluppano anche lungo i margini continentali come ad esempio le catene di tipo Andino. Altri vulcani ancora, sia di tipo centrale sia di tipo lineare, sono situati in centri isolati, detti punti caldi, chiamati cosi poichè sorgono isolati e non sono connessi con linee di particolare instabilità della crosta terrestre.

RISCHIO VULCANICO

Le aree a più elevato rischio geologico sono quasi sempre le aree più popolate del pianeta. Nel caso delle aree vulcaniche, la composizione chimica dei suoli li rende particolarmente fertili e perciò propizi allo sviluppo delle attività principali di sostentamento per l’uomo, fin dai tempi più antichi. Poichè è impossibile impedire che le eruzioni avvengano, è necessario, per garantire al massimo l’incolumità delle popolazioni che vi vivono vicino, valutare l’entità del rischio e mettere in atto delle strategie d’intervento. A tal fine il rischio viene calcolato mediante lo studio di matrici che mettono in relazione la probabilità che il fenomeno avvenga e l’esposizione, la pericolosità e l'esposizione. Il rischio vulcanico non è legato alla possibilità che un’eruzione avvenga ma alla quantità di danni e di vittime che potrebbe causare. L’ unica difesa è la prevenzione. Per fare una buona prevenzione e’ necessario fare un attento studio della situazione e un attento monitoraggio  delle aree a rischio. A tal scopo, strumenti sensibilissimi posizionati nelle aree più prossime al vulcano, registrano e misurano ogni piccola attività sismica, termometri ad elevata tecnologia misurano ogni minima variazione di temperatura. Attualmente, alcune aree vulcaniche vengono monitorate anche per mezzo di satelliti artificiali che rilevano i flussi di calore al di sotto della superficie terrestre, mentre particolari “livelle” posizionate su punti nevralgici, registrano ogni variazione di deformazione del suolo, causata da variazioni delle condizioni di pressione dei fluidi che risiedono al di sotto della superficie e, che possono rappresentare campanello d’allarme per l’inizio di un’eruzione.

In Italia esistono numerosi edifici vulcanici concentrati soprattutto nel centro-sud. Molti di questi sono vulcani ancora attivi con un’attività esplosiva. L’estendersi delle aree urbane determina un rischio vulcanico per le popolazioni che vivono nelle immediate vicinanze dei vulcani molto elevato. I fenomeni avvenuti recentemente in Italia legati direttamente o indirettamente ai vulcani sono per esempio:

-          La crisi bradisismica dei Campi Flegrei che ha interessato Pozzuoli e Napoli, nel 1982-1984.

-          La colata di lava dell’Etna invadendo i paesi limitrofi, nel 1983.

-          La colata di fango del Vesuvio che ha colpito Sarno ed Episcopio, nel 1998.

-          Le mofete manifestatesi nell’area di Ciampino, uccidendo 30 bovini nel 1999.

-          Lo tsunami generato da una frana che ha colpito le coste dello Stromboli, della Calabria e della Campania, nel 2002.