Sappiamo tutto sui vulcani?

Comunemente con il termine vulcano ci si riferisce alla parte esterna e visibile dell’apparato vulcanico ossia proprio al rilievo, più o meno conico, formato dall’accumulo di tutti quei materiali liquidi, solidi o gassosi, che sono stati emessi dai crateri durante le varie fasi eruttive del vulcano stesso.

Un vulcano è una struttura geologica complessa, che si genera all’interno della crosta terrestre per la risalita di una sostanza fusa (chiamata magma) formatasi all’interno della crosta terrestre. Un vulcano è formato da una struttura non visibile interna alla crosta che comprende camera magmatica, condotti magmatici ed è una struttura visibile formata dal rilievo vulcanico (chiamato “edificio vulcanico” ).

Le masse di rocce che formano un vulcano vengono chiamate rocce ignee, poiché derivano dal raffreddamento di un magma risalito dall’interno della Terra. La forma e l’altezza di un vulcano dipendono da vari fattori tra cui l’età del vulcano, il tipo di attività eruttiva, la tipologia di magma emesso e le caratteristiche della struttura vulcanica sottostante al rilievo vulcanico. In generale sono vulcani tutte le discontinuità nella crosta terrestre attraverso le quali si fanno strada i prodotti dell’attività magmatica endogena: polveri, gas, vapori e materiali fusi solidi. La fuoriuscita di materiale è detta eruzione e i materiali eruttati sono lava, cenere, lapilli, gas, scorie varie e vapore acqueo. Sulla superficie terrestre il 90% dei vulcani sono sottomarini (in gran parte situati lungo le dorsali medio oceaniche) mentre circa 1500 sono quelli oggi attivi sulle terre emerse.

LE PARTI DI UN VULCANO
Tutti i vulcani sono costituiti dalle stesse parti:

• il bacino magmatico (o camera magmatica), posto all’interno della crosta terrestre, che è il luogo in cui si raccoglie il magma;
• il camino (o i camini), che mettono in comunicazione il bacino magmatico con l’esterno;
• il cratere, che è lo sbocco del camino sulla superficie terrestre; se vi sono più camini, vi sono naturalmente anche più crateri.

Se nella sua attività il vulcano riversa sulla superficie terrestre il magma, fenomeno che non sempre si verifica perché vi sono vulcani che emettono solo gas e polveri, si forma l’edificio vulcanico, costituito dalla sovrapposizione dei materiali emessi dal vulcano, la lava, eruzione dopo eruzione.

DIVERSI TIPI DI VULCANI

Per la loro forma e per l’attività che li caratterizza, i vulcani vengono classificati in quattro tipi principali: i vulcani a scudo, gli stratovulcani, i vulcani stromboliani e i vulcani peleani.

I VULCANI A SCUDO
Vengono detti anche hawaiani perché le isole Hawaii altro non sono che un insieme di vulcani, caratterizzati dall’emissione di lave molto fluide e a temperatura elevata, fino a 1200 °C. i gas escono lentamente dal magma, senza dare luogo a esplosioni, tranne che nella prima fase dell’eruzione, quando sì liberano con maggiore violenza dando origine a vere e proprie fontane di lava, che si innalzano dal cratere, occupato quasi sempre da un lago dì lava. I fianchi di questi vulcani, che raggiungono notevoli altezze, sono sempre dolci.

GLI STRATOVULCANI
Alternano periodi in cui l’attività è caratterizzata dall’emissione di lava a periodi in cui vengono emesse soprattutto ceneri, lapilli e bombe vulcaniche. Per questo l’edificio vulcanico presenta stratificazioni successive di lave solidificate e di piroclasti. Sono stratovulcani alcuni dei vulcani più “famosi” del mondo: il Vesuvio, il Fujiyama in Giappone, il Krakatoa in Indonesia e il Popocatepetl in Messico. La natura della loro attività li rende particolarmente pericolosi: le nubi di ceneri e gas ad alta temperatura, che emettono nelle loro esplosioni, possono innalzarsi fino a 20 km di altezza e poi precipitare ricoprendo tutto con coltri di ceneri bollenti spesse anche diversi metri. È ciò che è accaduto nell’esplosione del Vesuvio che causò la distruzione delle città di Pompei ed Ercolano nel 79 d.C.

I VULCANI STROMBOLIANI
i loro magmi sono viscosi e ciò fa sì che i gas si liberino con violenza trascinando con sé una gran quantità di scorie vulcaniche. Le lave scorrono poco velocemente e per questo l’edificio vulcanico presenta fianchi ripidi e scoscesi.

I VULCANI PELEANI
Prendono il nome dal vulcano La Pelée, che si trova nella Martinica. I loro magmi sono talmente viscosi che la lava, non riesce quasi a scorrere e forma cupole o guglie intorno al cratere, perché si solidifica nella parte esposta all’aria appena uscita dal cratere stesso. I gas del magma si liberano con estrema violenza, trascinando con sé polveri e scorie che formano enormi nubi ad altissima temperatura, le nubi ardenti, che crollano sotto il loro stesso peso e precipitano come una valanga lungo i fianchi dell’edificio vulcanico, distruggendo tutto ciò che incontrano sul loro cammino.

Ma qual è l’attività dei vulcani? E quali possono essere gli effetti?

Il magma risale attraverso il mantello e/o la crosta terrestre perché meno denso delle rocce circostanti (risalita per spinta di galleggiamento). Durante la risalita, per effetto della diminuzione della pressione, i gas sciolti nel fuso dissolvono determinando una ulteriore diminuzione della densità. Nella crosta terrestre il magma può accumularsi, raffreddare e solidificare, oppure risalire fino alla superficie della terra dando così luogo ad una eruzione.
Le eruzioni possono essere di diverso tipo: possono dar luogo a fenomeni esplosivi, dove ceneri e lapilli vengono proiettati fino a decine di km al di sopra del cratere e si depositano fino a centinaia di chilometri di distanza dal centro eruttivo, o effusivi, se il magma fuoriesce formando una colata lavica che si propaga per distanze minori (decine di metri fino ad alcuni km dal centro eruttivo).
Una delle caratteristiche che influenzano la tipologia di eruzione è la viscosità del magma, che dipende dal contenuto di silicio, che legandosi con l’ossigeno forma molecole che tendono continuamente a legarsi tra loro e a formare catene indistruttibili. Se il magma ha più del 60% di silice [SiO₂] è considerato viscoso e darà luogo con maggiore probabilità ad una eruzione esplosiva, se invece il magma ha meno del 50% di silice verrà probabilmente eruttato con dinamica effusiva ed emesso sotto forma di colate laviche.

Aspetti positivi

I vulcani sono stati partecipi di violente eruzioni, che hanno contribuito alla distruzione di numerose civiltà. I vulcani presentano, comunque, un aspetto meno critico; in effetti, sono essenziali nella creazione, in un pianeta, della vita.
Molti scienziati, appunto, tendono ad identificarli come i creatori degli oceani e dell’atmosfera terrestre, tramite l’emissione e successiva condensazione di gas e vapori, emessi nel corso dei millenni. Anche gli strati di cenere che coprono i terreni intorno ai vulcani hanno un’azione benefica. Le particelle che li compongono, frantumandosi, liberano alcuni fertilizzanti, come il potassio o il fosforo, essenziali per l’agricoltura.

Vulcani e clima

I vulcani hanno creato l’atmosfera terrestre primordiale: senza di essi non esisterebbe né l’atmosfera attuale né gli oceani né la vita sulla Terra.

Con l’attività dei primi vulcani sono fuoriuscite grandi quantità di lava, gas e vapori che hanno formato l’atmosfera primitiva della Terra. In seguito, quando la temperatura della Terra è diminuita, il vapore acqueo è condensato e attraverso la pioggia ha formato l’intera idrosfera terrestre: si gettarono così le basi per la nascita della vita sulla Terra. Grazie poi all’azione dei vari organismi viventi (batteri, piante e animali) l’atmosfera si è arricchita di vari gas fino ad arrivare a come la troviamo oggi.

Ancora oggi, durante un’eruzione vulcanica, vengono immesse in atmosfera enormi quantità di materiali. La nube vulcanica, oltre che polveri e ceneri, contiene anche vapore acqueo (60% circa) e altri gas come anidride carbonica (10-30% circa) o anidride solforosa che è senz’altro uno dei più importanti. Polveri e gas vengono iniettate nell’aria e ci rimarranno per un lungo periodo data la loro volatilità e leggerezza viaggiando secondo i sistemi di circolazione principali e finendo alla fine per interessare l’intero pianeta. Gli scienziati riconoscono una stretta correlazione tra grandi eventi eruttivi e variazioni climatiche. Le grandi eruzioni vulcaniche, immettendo ingenti quantità di aerosol nella stratosfera, producono una diminuzione della temperatura media sulla superficie terrestre con effetti sensibili sul clima globale.

Le ingenti quantità di polveri e gas riflettono infatti una buona fetta delle radiazioni solari in arrivo causando un abbassamento della temperatura media su vaste regioni.