Tano Cavattoni, Fabio Fantini, Simona Monesi, Stefano Piazzini
Dall’Universo
al Pianeta azzurro
Capitolo 5
I fenomeni vulcanici

La nube si levava, non sapevamo con certezza da quale monte, poiché guardavamo da

lontano; solo più tardi si ebbe la cognizione che il monte era il Vesuvio. La sua forma era
simile a un pino più che a qualsiasi altro albero.
Plinio il Giovane
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La risalita dei diapiri magmatici
I magmi sono interessati da
movimenti di risalita perché sono
più leggeri delle rocce solide
circostanti.
Nella loro risalita i magmi formano
grandi ammassi a forma di gocce,
detti diapiri magmatici.
I diapiri risalgono finché
rimangono meno densi delle
rocce circostanti e non sono in
equilibrio con queste.
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La risalita dei diapiri magmatici
Se l’equilibrio è rotto, i diapiri riprendono lo
spostamento verso la superficie. Le cause della
rottura dell’equilibrio possono essere diverse:
• apporto di nuovo magma, che provoca un aumento
di temperatura;
• fusione di rocce circostanti, meno dense del
magma originario;
• cristallizzazione frazionata dei minerali più densi.
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La risalita dei diapiri magmatici
Per via della cristallizzazione frazionata, il magma
perde i componenti più pesanti, si alleggerisce e si
arricchisce di gas e di vapore acqueo; ogni volta che
il magma diminuisce di densità riprende a salire.
In prossimità della superficie, i diapiri si fermano; lo
spazio da essi occupato è detto camera magmatica.
Nella camera magmatica il magma si può fermare
per periodi più o meno lunghi e se le condizioni di
equilibrio rimangono stabili nel tempo può perfino
solidificare e formare rocce intrusive.
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La risalita dei diapiri magmatici
Sezione attraverso la parte più esterna
della Terra che mette in evidenza, in
modo schematico, un esempio di
risalita di magma dal mantello, con
produzione di fenomeni vulcanici in
superficie.
1. Che cos’è un vulcano
I vulcani centrali
1. Che cos’è un vulcano
I vulcani lineari
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Il meccanismo di eruzione
Se le condizioni di equilibrio presenti nella camera
magmatica subiscono alterazioni, il magma può
riprendere a salire fino ad arrivare in superficie
provocando una eruzione vulcanica e formando un
vulcano.
La causa di un’eruzione può essere sia la diminuzione
della pressione litostatica sia l’aumento della
pressione dei gas contenuti nel magma.
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Il meccanismo di eruzione
Il magma contiene disciolti vari gas. La riduzione della
pressione litostatica diminuisce la solubilità dei gas che
tendono a separarsi dal magma, esercitando una
spinta sulle rocce sovrastanti.
La spinta dei gas, superato un certo limite, frantuma le
rocce sovrastanti e crea un camino vulcanico, cioè
un varco verso l’esterno.
In seguito all’apertura del camino vulcanico la
pressione cala e i gas ancora disciolti nel magma si
separano dal liquido e si espandono.
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Il meccanismo di eruzione
Nel magma si formano bolle di gas sempre più
grandi che si spostano verso l’alto, trascinando il
magma verso la superficie.
Il meccanismo eruttivo
ricorda il la fuoriuscita
dello spumante da una
bottiglia, quando si
toglie il tappo.
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Il meccanismo di eruzione
Il magma che arriva in superficie può formare un
apparato esterno detto edificio vulcanico.
L’apertura del camino vulcanico in superficie è
chiamata cratere.
Il magma che fuoriesce attraverso il cratere e si
impoverisce di gas disciolti prende il nome di lava.
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Eruzioni lineari ed eruzioni centrali
La forma degli edifici vulcanici dipende dalle
caratteristiche del materiale eruttato e dal tipo di
frattura che ha condotto la lava in superficie.
• Quando la lava fuoriesce da un camino vulcanico
isolato si ha una eruzione centrale.
• Quando la lava fuoriesce da estese e profonde
fratture si ha una eruzione lineare.
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Eruzioni lineari ed eruzioni centrali
Le eruzioni lineari danno origine ai plateau, vasti
espandimenti di lava di forma pianeggiante.
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4. I tipi di eruzione
Eruzioni di tipo
hawaiiano
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Le eruzioni di tipo Hawaiiano
•Sono caratterizzate da
lave molto fluide. I
vulcani hanno la forma
a scudo alla cui
sommità si trova una
depressione chiamata
caldera (che significa
"pentolone" in
spagnolo).
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4. I tipi di eruzione
Eruzioni di tipo islandese
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Le eruzioni di tipo islandese
•La lava, sempre molto
fluida, risale da lunghe
fessure aperte nella
crosta anziché da un
edificio centrale.
•Queste eruzioni
portano alla formazione
di plateaux basaltici.
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Grandi Plateau basaltici legati all’attività di punti caldi.
4. I tipi di eruzione
Eruzioni di tipo
stromboliano
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Le eruzioni di tipo stromboliano
•L'attività prevalente è quella esplosiva
e la lava piuttosto fluida. La lava che
ristagna nel cratere solidifica. Si forma
così una crosta solida al di sotto della
quale si accumulano i gas che si
liberano dal magma e generano una
pressione così alta da far esplodere la
crosta soprastante.
Le esplosioni generate sono di modesta entità e,
esaurita la spinta dei gas, la lava torna a ristagnare
sul fondo del cratere dove formerà nuova crosta.
Un nuovo accumulo di gas darà origine ad una nuova
esplosione. (Stromboli)
4. I tipi di eruzione
Eruzioni di tipo
vulcaniano
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Le eruzioni di tipo vulcaniano
•La lava è molto acida e
viscosa e, solidificandosi
alla sommità del condotto,
forma un tappo piuttosto
spesso. Le pressioni dei
gas sufficienti a vincere
l'ostruzione sono altissime
e l'esplosione è violenta .
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4. I tipi di eruzione
Eruzioni di tipo pliniano (vesuviano)
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Le eruzioni di tipo vesuviano
•Le attività indicate con questo nome sono
caratterizzate da una violenta esplosione
iniziale in cui il magma, proveniente da
zone profonde, esce dal cratere
espandendosi in maniera esplosiva e
dissolvendosi in una nube di goccioline
finissime.
Dal condotto si espande con violenza una lunga colonna di vapori
e gas che assume una forma caratteristica che ricorda un pino
marittimo e che ricade su un'ampia area sottoforma di lava
vetrificata e pomici.
Le esplosioni più violente sono chiamate anche eruzioni di tipo
pliniano (da Plinio il Giovane che descrisse l'eruzione del Vesuvio
del 79 d.C.).
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4. I tipi di eruzione
Eruzioni di tipo
freatomagmatico
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§5.3
I prodotti dell’attività vulcanica
La fuoriuscita di lava mafica, poco viscosa,
caratterizza l’attività vulcanica effusiva.
L’attività vulcanica
effusiva si
manifesta con
continue e
tranquille emissioni
di lava fluida,
chiamate colate
laviche.
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§5.3
I prodotti dell’attività vulcanica
• Lave povere di gas producono le lave a corda, che
hanno superficie liscia.
• Lave che contengono ancora abbondanti gas
formano le lave scoriacee, che hanno superficie
ruvida e frastagliata.
• In ambiente sottomarino si originano le lave a
cuscino, che hanno forme rotondeggianti.
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§5.3
I prodotti dell’attività vulcanica
Lava a corda
Lava scoriacea
Lava a cuscino
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§5.3
I prodotti dell’attività vulcanica
La fuoriuscita di lava
felsica, molto viscosa,
caratterizza l’attività
vulcanica esplosiva.
Le lave felsiche, data la
loro viscosità, scorrono
molto lentamente e
solidificano in
prossimità dell’edificio
vulcanico.
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§5.3
I prodotti dell’attività vulcanica
La lava molto viscosa, può ostruire il camino vulcanico
impedendo la fuoriuscita dei gas la cui liberazione
avviene tutta insieme e con violente esplosioni.
Le esplosioni lanciano
in aria i piroclasti:
• ceneri finissime;
• lapilli, di dimensioni
intermedie;
• bombe e blocchi, di
grandi dimensioni.
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§5.3
I prodotti dell’attività vulcanica
I piroclasti sono scagliati a distanze considerevoli,
poi ricadono e si depositano, trasformandosi in
rocce sedimentarie dette rocce piroclastiche.
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32
§5.3
I prodotti dell’attività vulcanica
Se il magma entra in contatto con l’acqua che
circola nel sottosuolo si verifica una violenta
esplosione detta eruzione freatomagmatica.
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§5.3
I prodotti dell’attività vulcanica
Se i prodotti liquidi e solidi eruttati non si separano
da quelli gassosi, si forma una nube ardente, che
scende velocemente lungo i fianchi del vulcano.
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§5.3
I prodotti dell’attività vulcanica
Piroclastiti.
A. accumulo di scorie;
B. bomba vulcanica;
C. pomice.
§5.3
I prodotti dell’attività vulcanica
Una colata di fango (lahar)
Edifici vulcanici
I vulcani a scudo hanno fianchi poco ripidi e base
molto ampia, poiché i materiali eruttati si distribuiscono
su un’area estesa. La lava è mafica e molto fluida.
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§5.5
Edifici vulcanici
Se la lava eruttata è molto viscosa, esce già solida dal
camino vulcanico formando strutture verticali (guglie),
oppure ristagna nel cratere (cupola di ristagno).
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38
§5.5
Edifici vulcanici
Conseguenza di una
attività vulcanica
unicamente esplosiva è
la formazione di bassi
edifici dalle pareti molto
ripide, costituiti da
accumuli di materiale
piroclastico (coni di
cenere).
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39
§5.5
Edifici vulcanici
Conseguenza di
un’esplosione con rapida
fuga dei gas è la
formazione di una
depressione a forma di
imbuto riempita di
materiale piroclastico e di
frammenti del camino
vulcanico (diatrema).
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40
§5.5
Edifici vulcanici
Quando l’attività
vulcanica è caratterizzata
da una iniziale fase
esplosiva seguita da
colate viscose, si forma
un edificio conico
costituito di strati di
materiale piroclastico
alternati a strati di lava
(strato-vulcano).
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§5.5
Edifici vulcanici
Una grande esplosione
può determinare il
completo svuotamento e
il crollo del tetto della
camera magmatica
originando un’ampia
depressione (caldera)
che, al termine
dell’attività vulcanica,
spesso si riempie di
acqua e forma un lago.
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3. La forma dei vulcani
La formazione di
una caldera
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§5.6
Attività idrotermale ed
energia geotermica
In un’area vulcanica, anche a distanza di secoli
dall’attività eruttiva vera e propria, l’acqua
superficiale, infiltrandosi nel terreno può incontrare
magmi o rocce ancora calde, entrare in pressione e
attraverso altre vie giungere in superficie.
Si formano così i geyser e le sorgenti calde, con
eruzioni di vapore e acqua bollente.
Emissioni di gas e vapore attraverso piccole bocche
sono le fumarole; getti di vapore e gas ad alta
temperatura e pressione sono i soffioni.
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§5.6
Attività idrotermale ed
energia geotermica
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6. La distribuzione geografica dei vulcani
La distribuzione dei vulcani sulla Terra
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6. La distribuzione geografica dei vulcani
Attività eruttiva lungo i margini continentali e gli archi insulari:
il vulcano Bromo, sull’isola di Giava
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6. La distribuzione geografica dei vulcani
Attività eruttiva in punti isolati: il vulcano Mauna Loa, nelle Hawaii
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7. I vulcani in Europa e nei mari adiacenti
Hekla, Islanda
I vulcani europei
Ararat,
Turchia
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7. I vulcani in Europa e nei mari adiacenti
Stromboli
Isola Ferdinandea
I vulcani italiani
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§5.7
Il concetto di rischio in
geologia
Il rischio geologico esprime il numero atteso di
perdite di vite umane, feriti, danni a proprietà,
distruzione di attività economiche e risorse naturali a
causa di un evento naturale.
Al rischio rischio geologico sono associati i
parametri di:
- pericolosità,
- vulnerabilità,
- valore esposto.
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§5.8
Rischio vulcanico e
previsione delle eruzioni
Il rischio vulcanico è dato da:
• probabilità che si verifichi un evento vulcanico;
• tipo di attività vulcanica;
• vulnerabilità del territorio interessato;
• valore economico esposto all’evento vulcanico.
Il rischio diminuisce con la capacità di prevedere
rapidamente un’eruzione vulcanica.
Importanti segnali premonitori sono:
• improvvise emissioni di gas e vapore acqueo;
• registrazione di piccoli e frequenti terremoti;
• variazione dell’inclinazione del suolo.
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Il rischio vulcanico e previsione delle eruzioni
Aree che possono essere ricoperte da materiale piroclastico in seguito a un’ eruzione del Vesuvio.
L’area 1 potrebbe essere ricoperta da uno spessore di almeno 25 cm di lapilli e pomici; l’area 2 potrebbe
essere ricoperta da più di 100 cm; l’area 3 e l’area 4 sono analoghe alla 1 e alla 2, ma con minori
probabilità di essere ricoperte a causa della diversa direzione dei venti predominanti.
A destra, un dettaglio della carta precedente, con le aree che potrebbero venire ricoperte da spessori di
materiale piroclastico ancora più grandi. L’area b potrebbe essere ricoperta da uno spessore di 400 cm,
con piroclastiti anche di grandi dimensioni; l’area a è analoga, ma con minore probabilità di caduta;
l’area c potrebbe essere interessata da flussi piroclastici e colate di fango;
d sono i centri abitati della zona.
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§5.9
Il rischio vulcanico in Italia
L’Italia è una regione
vulcanica.
Il versante più interessato
dall’attività vulcanica è
quello tirrenico, con la
presenza di numerosi
vulcani, subaerei e
sottomarini.
Molti vulcani italiani
hanno formato in passato
complessi molto estesi,
ora non più attivi.
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