10. La forma degli edifici vulcanici

Morfologia, attività
e classificazione dei vulcani
Lic. Scientifico “A. Meucci”
Aprilia
Quarta parte
Prof. Rolando Neri
10. La forma degli edifici vulcanici
La forma degli edifici vulcanici dipende dal tipo di frattura
da cui è risalito il magma e dal materiale eruttato.
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10. La forma degli edifici vulcanici
Basalti colonnari: strutture a fessurazione verticale
associate a emissioni di lave basaltiche;
si formano in seguito al rapido raffreddamento
e alla conseguente contrazione della lava.
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10. La forma degli edifici vulcanici
Plateau basaltici: edifici di vulcani a eruzione lineare
dall’aspetto di grandi distese laviche pianeggianti;
derivano da attività effusiva,
e sono caratteristici dei fondi oceanici.
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10. La forma degli edifici vulcanici
Plateau basaltici: edifici di vulcani a eruzione lineare
dall’aspetto di grandi distese laviche pianeggianti;
derivano da attività effusiva,
e sono caratteristici dei fondi oceanici.
Altopiano basaltico del
Deccan: si osservi la cima
piatta (plateau) e le
numerose colate
sovrapposte che simulano
una stratificazione
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vulcani-strato : edifici di vulcani a eruzione centrale
di forma conica con fianchi abbastanza ripidi;
derivano dall’alternanza di attività effusiva (lava)
ed esplosiva (piroclasti).
Il Vulcano Albano,
nella sua fase
iniziale, era un
vulcano-strato.
Poi ha avuto una
evoluzione
complessa , fino a
conseguire una
struttura particolare
detta campo lavico
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Stromboli: uno vulcani-strato
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10. La forma degli edifici vulcanici
I vulcani-strato si formano quando fasi di effusioni laviche si alternano con periodi di
emissioni esplosive di frammenti sminuzzati di lava, che si depositano poi intorno al
cratere, dando origine alle piroclastiti (scorie, lapilli, ceneri). L’edificio che ne risulta,
chiamato anche vulcano composto, assume la forma di un cono.
Schema di un vulcano-strato (o vulcano composto). L’edificio è costituito da un’alternanza di colate di lava e di
strati di piroclastiti. Parte della lava può solidificare entro fratture del cono in collegamento con il condotto centrale,
originando una specie di «nervatura» che rafforza l’edificio (dicchi o filoni radiali). In alto, un famoso vulcano-strato:
il Monte Fuji, in Giappone. (J. Mori/Image Bank)
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Vulcani a scudo: edifici di vulcani a eruzione centrale
di forma conica con fianchi poco ripidi e base larga;
derivano da attività effusiva
di lava basaltica estremamente fluida.
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Vulcani a scudo: Mauna Kea (isola di Hawaii)
View of the mountain from Mauna Loa Observatory
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10. La forma degli edifici vulcanici
I vulcani a scudo, come quelli delle Hawaii e dell’Islanda, hanno invece una forma appiattita,
dovuta alla notevole fluidità delle lave eruttate (lave basiche, molto calde, che solidificano come
basalti). Queste lave sono in grado di scorrere per molti kilometri in larghe colate, anche di
modesto spessore, prima di consolidarsi; gli episodi esplosivi sono molto ridotti. Tra i vulcani a
scudo si annoverano i vulcani più grandi della Terra. Il maggiore tra essi, il Mauna Loa, nell’Isola
Hawaii, si alza per oltre 4 km sopra il livello del mare, ma la sua base è sul fondo dell’oceano, a
oltre 5 km di profondità, per cui in definitiva il suo edificio è alto più di 9 km, con un diametro alla
base di circa 250 kilometri.
TORNA
Schema di un vulcano a scudo. Questo tipo di rilievo si forma per l’accumularsi di migliaia di sottili colate basaltiche,
molto fluide, che si espandono prima di solidificarsi in coltri. Alla sommità si può formare, per collasso, una caldera,
all’interno della quale il condotto può aprirsi con un cratere a pozzo, dalle pareti verticali. A destra, un’immagine
aerea dell’immenso vulcano a scudo Mauna Loa, nell’isola Hawaii. (S. Lee)
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Cupole di ristagno: accumuli a forma di focaccia che
ristagnano all’interno di un cratere fungendone da tappo;
si formano in presenza di lave sialiche
a viscosità molto elevata.
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Cupola di ristagno: St Helen (Stati Uniti)
E’ un vulcano strato. Le cupole di ristagno si sono formate all’interno del
cratere durante l’ultima eruzione (1980), nel corso della quale una parte del
cratere sommitale è franata.
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Guglie: edifici di vulcani a eruzione centrale;
derivano da lave molto viscose che solidificano
all’interno del condotto vulcanico e
vengono spinte in alto a formare strutture colonnari.
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10. La forma degli edifici vulcanici
Guglie: la Spina delle Pelee (isola Martinica);
formatasi durante l’eruzione del 1902.
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Coni di scorie o cenere: edifici di vulcani a eruzione centrale
conici, di piccole dimensioni e con fianchi ripidi;
derivano da attività esplosiva e
sono costituiti esclusivamente da piroclasti.
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I Coni di cenere e scorie dei Monti Silvestri, Etna (eruzione del
1892). Foto: J. Alean;
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10. La forma degli edifici vulcanici
Anche Monte Cavo è un Cono di cenere e scorie.
La foto lo riprende dal Lago di Albano
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10. La forma degli edifici vulcanici
Caldere: vaste depressioni originatesi dall’esplosione
e dal collasso di un intero edificio vulcanico;
al loro interno può formarsi un altro vulcano
o, se cessa l’attività eruttiva, un lago.
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10. La forma degli edifici vulcanici
Caldere: sui Colli Albani sono presenti diverse caldere, le due più grandi sono
quelle del lago di Albano e di Nemi;
I Colli Albani in una foto satellitare: si notino l'altura di Monte Cavo con il lago
Albano ed il lago di Nemi e la cinta calderica di M. Artemisio.
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Diatremi: edifici di vulcani a eruzione centrale;
sono brecce di riempimento di camini vulcanici,
formatesi in seguito a eruzioni esplosive,
messe a nudo dall’erosione dell’apparato vulcanico.
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10. La forma degli edifici vulcanici
Diatremi: edifici di vulcani a eruzione centrale;
sono brecce di riempimento di camini vulcanici,
formatesi in seguito a eruzioni esplosive,
messe a nudo dall’erosione dell’apparato vulcanico.
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11. Tipi di eruzione
La classificazione dei vulcani in base al tipo di eruzione cui sono associati presenta dei limiti,
dovuti al fatto che in un medesimo vulcano possono alternarsi o succedersi nel tempo tipi di
attività diversi.
Attività effusiva dominante
(magma fluido e contenuto in acqua variabile ma ridotto):
– eruzioni di tipo hawaiiano;
– eruzioni di tipo islandese.
Attività effusiva prevalente
(magma meno fluido e modesto contenuto in acqua):
– eruzioni di tipo stromboliano.
Attività mista (effusiva-esplosiva)
(magma viscoso e contenuto in gas e acqua elevato):
– eruzioni di tipo vulcaniano;
– eruzioni di tipo pliniano;
– eruzioni di tipo peléeano.
Attività solo esplosiva
(interazione tra magma e acqua):
– eruzioni di tipo idromagmatico
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11. Tipi di eruzione
In base al grado di esplosività, le eruzioni si distinguono in:
hawaiiane
vulcaniane
islandiche
stromboliane
peleane
pliniane
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11. Tipi di eruzione
Le eruzioni hawaiiane sono caratterizzate da alte fontane
di lava e da lunghe colate di lava basaltica molto fluida;
formano vulcani a scudo.
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11. Tipi di eruzione
Le eruzioni di tipo hawaiiano sono caratterizzate
da abbondanti effusioni di lave molto fluide, che
danno origine ai tipici vulcani a scudo (V. Figura).
In tali edifici la sommità è spesso occupata da
un’ampia depressione, chiamata caldera (dallo
spagnolo, «pentolone»), formatasi per collasso del
tetto della camera magmatica, rimasto senza
sostegno a seguito del drenaggio verso la
superficie di grandi quantità di lava.
Dalle lave fluide i gas si liberano in genere
tranquillamente, ma nella loro fuga possono
trascinare per un tratto getti di lava fusa: si
innalzano allora spettacolari fontane di lava, alte
più di 100 m (si riveda la). I volumi di materiale
fuso emesso sono enormi: fino a 2 milioni di m3
all’ora di lava.
Fontana di lava. Lava incandescente che erompe in
superficie insieme a gas e vapori. (L. A. Thomas)
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11. Tipi di eruzione
Le eruzioni islandiche sono eruzioni di tipo lineare
caratterizzate da colate molto fluide e fontane di lava;
tendono a formare plateau basaltici.
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11. Tipi di eruzione
Caratteristiche simili alle eruzioni hawaiiane presentano le 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 (plateaux basaltici), di spessore relativamente modesto, ma estesi per
centinaia di migliaia di km2. A volte l’attività effusiva è accompagnata da modesta attività
esplosiva, con formazione di coni di scorie.
Eruzione di tipo islandese. La lava, molto fluida, risale da lunghe fessure aperte nella crosta e si
espande in vaste coltri, dando origine a giganteschi espandimenti (o plateaux) basaltici, estesi per
centinaia di migliaia di km.
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11. Tipi di eruzione
Le eruzioni stromboliane sono caratterizzate da
colate di lava, alternate a frequenti ma modeste esplosioni;
formano strato-vulcani.
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11. Tipi di eruzione
Nelle eruzioni di tipo stromboliano (dall’Isola di Stromboli, nelle Eolie) predomina un’attività
esplosiva più o meno regolare. La lava, abbastanza fluida, ma meno che nei casi precedenti (a
Stromboli produce un tipo di basalto), 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: nel giro di un’ora o anche solo di 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.
Eruzione di tipo stromboliano. Con periodicità e intensità
molto variabili, dal cratere vengono lanciati brandelli di lava
fusa che, durante la traiettoria, si rivestono di una crosta
plastica e assumono una forma affusolata (bombe); insieme,
vengono espulsi frammenti del materiale solido che,
ostruendo la parte sommitale del condotto, avevano fatto
salire la pressione dei gas, fino all’esplosione con cui è
iniziata l’eruzione. La colonna eruttiva si innalza per qualche
centinaio di metri.
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11. Tipi di eruzione
Le eruzioni vulcaniane sono caratterizzate da
esplosioni anche violente, seguite da colate di lava viscosa;
formano strato-vulcani.
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11. Tipi di eruzione
Le eruzioni di tipo vulcaniano (dall’Isola Vulcano, sempre nelle Eolie) sono caratterizzate da un
meccanismo simile a quello stromboliano, solo che in questo caso la lava è molto più viscosa (lave
acide, da andesiti a rioliti). 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 (anche solo per
l’accumulo di detriti caduti in esso dalle pareti), avvengono di regola con una fase iniziale di
violenta attività vulcaniana.
Eruzione di tipo vulcaniano. Le eruzioni sono di tipo esplosivo e
molto violente, in quanto la lava, acida e fortemente viscosa, si
consolida facilmente alla sommità del camino bloccando le vie
d’uscita ai gas intrappolati, che raggiungono pressioni sempre più
elevate. A differenza di quello stromboliano, il tipo vulcaniano è
caratterizzato generalmente da attività non continuata; essendo
infatti molto elevata la quantità di materiale eruttato in una
singola eruzione, deve passare un certo intervallo di tempo prima
che nella camera si accumuli magma a sufficienza per rinnovare
l’attività eruttiva.
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11. Tipi di eruzione
Le eruzioni pliniane sono caratterizzate da
violente esplosioni che producono grandi quantità di ceneri;
formano strato-vulcani, caldere, coni di scorie o di cenere.
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11. Tipi di eruzione
Il termine vesuviano indica un’attività vulcanica caratterizzata dall’estrema violenza dell’esplosione
iniziale, che svuota un gran tratto del condotto superiore. Il magma, molto ricco in gas, può allora
risalire con grande velocità da zone profonde, fino a espandersi in maniera esplosiva uscendo dal
cratere, dissolvendosi in una gigantesca nube di minutissime goccioline.
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.).
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 grande nuvola, che assume così
una caratteristica forma che ricorda un pino
marittimo. Dalla nuvola ricadono grandi quantità di
frammenti di lava vetrificata, sotto forma di pomici.
Eruzione di tipo pliniano. Il magma risale con estrema
violenza dalla camera magmatica e viene letteralmente
«sparato» verso l’esterno attraverso il condotto, che opera
come una canna di fucile. La colonna di vapori, gas e lava
polverizzata sale diritta con velocità iniziale superiore a
quella del suono, e può raggiungere i 30 km di altezza prima
di collassare.
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11. Tipi di eruzione
Le eruzioni peleane sono caratterizzate da
pericolose esplosioni capaci di generare nubi ardenti;
formano strato-vulcani, caldere, guglie.
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11. Tipi di eruzione
Nelle eruzioni di tipo peléeano (dalla Montagna Pelée, sull’isola della Martinica) la lava ad
altissima viscosità e a temperatura relativamente bassa (600-800 °C) viene spinta fuori dal
condotto già quasi solida e forma cupole o torri alte qualche centinaio di metri. Dalla base
sfuggono grandi nuvole di gas e vapori, roventi e molto dense (nubi ardenti discendenti), che
scendono come valanghe lungo le pendici del vulcano e si espandono su vaste aree con grande
velocità, anche oltre i 100 km/h.
Eruzione idi tipo peléeano. Una nube
ardente scende lungo il fianco del vulcano
chiamato Montagna Pelée: mentre una
grande nube sale vorticosamente verso
l’alto, una valanga di densi vapori, che
trascina anche materiali solidi, ha raggiunto
la costa (è la striscia più chiara, alla base
della nube). Questo fenomeno avvenne
alcuni mesi dopo l’eruzione che, nel 1902,
aveva distrutto , con un meccanismo
analogo, la cittadina di Saint-Pierre.
(Mmusée National d’istoire Natural,
Laboratoire de Minéralogie, Parigi).
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11. Tipi di eruzione
Un cenno a parte merita il vulcanismo idromagmatico, dovuto all’interazione tra magma (o rocce
riscaldate da un magma) a modesta profondità (fino a qualche km) e l’acqua che permea le rocce
(acqua di falda). Un fenomeno analogo si verifica anche nel corso di eruzioni sottomarine a modeste
profondità. Il brusco passaggio dell’acqua allo stato di vapore genera enormi pressioni che possono
far saltare l’intera colonna di rocce sovrastanti, aprendo un condotto verso l’esterno.
Dal cratere esce con grande violenza una colonna di vapore che trascina
con sé frammenti di rocce e, se c’è stato contatto con il magma, lava
finemente polverizzata. Dalla base di tale colonna parte una specie di
onda d’urto concentrica, tipica di esplosioni violente, che dà origine a
una densa nuvola di vapore e materiali solidi, a forma di anello,
chiamata base-surge; la nube si espande a grande velocità (oltre 150
km/h), lasciando accumuli piroclastici con forme tipiche.
Eruzione idromagmatica. Il magma in risalita scalda e frattura rocce in
prossimità di una falda acquifera. Il vapore acqueo che si produce si
accumula in ogni cavità e frattura, finché la sua pressione diventa
sufficiente a far saltare la copertura di rocce e ad aprire un varco fino in
superficie. Le rocce preesistenti vengono frantumate dall’esplosione e
lanciate all’esterno. Dalla base della colonna, espulsa verso l’alto, si
allarga ad altissima velocità una specie di densa nube anulare, formata di
vapore e materiali solidi (base-surge).
Particolarmente intensa è stata anche l’attività idromagmatica del
Vulcano Albano, in particolare durante l’ultima fase, che viene detta
proprio per questo Fase Freato-magmatica, e che portò alla formazione
delle numerose caldere che caratterizzano questo vulcano.
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Conclusione
Le trattazioni riguardanti gli edifici vulcanici, i tipi di eruzioni e,
nella prossima presentazione i prodotti vulcanici hanno
un’impostazione prettamente didattica, e quindi molto
schematica. Ma un vulcano ha una sua origine ed evoluzione
che lo rende da un certo punto di vista unico.
Per renderci conto di questo basta prendere in esame la storia
del Vulcano Laziale, che si trova a pochi chilometri dalla nostra
città, Aprilia.
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