Lezione 5 - La morfologia vulcanica - Scuola di Scienze Ambientali

Marco Materazzi 

Corso di Geomorfologia: Lezione 5 

La morfologia vulcanica

Materazzi M. – Corso di Geomorfologia: Lezione 5 – La morfologia vulcanica 

•Eruzioni centrali o fissurali 

TIPOLOGIA DELLE ERUZIONI VULCANICHE 

•Eruzioni laviche o effusive ed eruzioni esplosive (stratovulcani e vulcani a scudo) 

•Vulcanismo di tipo hawaiano, stromboliano, vulcaniano, pliniano, ultrapliniano 

•Interazione fra acqua e magma: eruzioni surtseyane surtseyane, eruzioni freatopliniane (seamounts) 

PRODOTTI DELL’ATTIVITA’ VULCANICA ESPLOSIVA 

•Prodotti Prodotti piroclastici o piroclastiti o tefra (ceneri, lapilli, bombe) 

•Meccanismi di trasporto e deposizione (caduta piroclastica, 

colatapiroclastica, surge piroclastico) 

MORFOTIPI VULCANICI 

•Duomi vulcanici 

•Coni di scorie 

•Anelli di tufo, coni di tufo, maar 

•Tavolati o plateau vulcanici 

•Barrancos 

•Lahars 

•Caldere 

PRODOTTI DELL’ATTIVITA’ 

VULCANICA EFFUSIVA 

•Colate laviche (lave a corde, aa) 

•Basalti colonnari


Comportamento eruttivo dei 

magmi in funzione della loro 

composizione chimica e del 

contenuto in gas. I magmi 

basici e acidi ricchi di gas 

danno luogo rispettivamente a 

colate e fontane di lava, e a 

grandi eruzioni esplosive (A, 

C). Gli stessi magmi degassati 

generano rispettivamente 

i i 

effusioni laviche tranquille e 

messa in posto di corpi lavici 

viscosi di modesto volume e 

forte spessore p (B, ( , D) ) (da ( 

Accordi e Lupia Palmieri, 1991, 

modificato).


SKJALDBREIDUR FERNANDINA 

(Islanda) 

MAUNA LOA 

(Hawaii) 

0 

20 km 

(Galapagos) 

Forme e dimensioni dei vulcani scudo di tipo islandese, Galapagos e hawaiano.


Sezione schematica di uno stratovulcano costituito da alternanza di livelli piroclastici (puntinato), colate laviche (L) 

e sill (S) tagliati dal condotto e da dicchi (D) di alimentazione di coni laterali (C). 

Da McDonald (1972), ridisegnato.


Eruzione surtseyana di un 

magma basico. L’interazione tra 

magma e acqua in prossimità 

della superficie marina genera 

esplosioni di notevole energia 

con conseguente g forte 

frammentazione del magma e 

formazione di coni di tufo. Lo 

stesso magma eruttato in 

ambiente subacqueo profondo 

forma sequenze di prodotti lavici 

spesso con tipiche strutture a 

pillow e materiale vetroso 

frammentato (ialoclastiti) (figura 

piccola).


F (indice 

di frammentaazione) 

(% in peso di cenerii 

fini) 

100 

80 

60 

40 

20 

0 

0 

HAWAIANA 

SURTSEYANA 

STROMBOLIANA 

A B 

FREATOPLINIANA 

ULTRA 

PLINIANA 

VULCANIANA 

SUBPLINIANA 

PLINIANA 

0.1 1 10 100 1000 10000 100000 

D (= indice di dispersione) in km 2 

SURTSEYANA 

HAWAIIANA 

VULCANIANA 

STROMBOLIANA 

SUBPLINIANA 

FREATOPLINIANA 

altezza della colonna eruttiva 

ULTRA 

PLINIANA 

PLINIANA 

Classificazione delle eruzioni esplosive in funzione del grado di frammentazione e della dispersione areale dei 

prodotti piroclastici di caduta (Walker, 1973). Il parametro D indica l’area ricoperta da depositi con uno spessore 

superiore a 1/100 di quello massimo. Il parametro F rappresenta la percentuale di componenti con diametro < 1 mm 

misurata in una posizione definita del deposito. B. Illustrazione delle dimensioni 

delle colonne eruttive per i vari tipi di eruzione definiti nel diagramma di Walker.


Schema evolutivo semplificato dell’apparato dell apparato di Stromboli Stromboli. L’attività L attività mista effusiva ed esplosiva costruisce uno stratovulcano (1) 

(grigio chiaro) che, in seguito a una o più eruzioni, collassa per dare una caldera (2). Le fasi successive sono caratterizzate da: eruzioni 

che colmano la caldera (3) (rigato verticale), collasso della parte occidentale dell’isola (4), completa ricostruzione del fianco attraverso 

nuove eruzioni effusive (5) (rigato orizzontale), collasso della Sciara del Fuoco e attività stromboliana attuale (6) (grigio scuro). Lo 

studio dell’evoluzione di una struttura vulcanica complessa come quella di Stromboli si basa sul rilevamento di terreno finalizzato al 

riconoscimento i i t dilit dei litotipi ti i affioranti ffi ti e dil dei loro rapporti ti stratigrafici, t ti fi i alla ll iindividuazione di id i di dei periodi i di di stasi t i ddell’attività ll’ tti ità ttestimoniati, ti i ti add 

esempio, da paleosuoli, e alla identificazione delle strutture vulcaniche e tettoniche. A causa della discontinuità dei depositi lavici e 

piroclastici, che può essere primaria oppure conseguente a erosione, è spesso difficile riconoscere con esattezza i rapporti stratigrafici 

tra unità eruttive. Pertanto nello studio dei vulcani complessi si fa uso esteso di datazioni radiometriche per le ricostruzioni 

stratigrafiche. Tali datazioni, tuttavia, forniscono dati poco attendibili nel caso di rocce molto giovani. 

1 2 3 

4 5 6


Mount Hood, Oregon, and Mount Adams and Mount St. Helens, Washington, September 1994.

Materazzi M. – Corso di Geomorfologia: Lezione 5 – La morfologia vulcanica



Mount Saint Helens – Washington, USA


Ampio cratere (diametro 

circa 2 km) del vulcano St. 

Helens formatosi in seguito 

all’eruzione del 18 maggio 

1980 1980. Il cratere contiene 

nella parte centrale un 

duomo lavico messo in 

posto durante le fasi finali 

dell’attività dell attività eruttiva. eruttiva Prima 

dell’eruzione esplosiva il 

vulcano presentava una 

forma conica molto 

regolare; la parte mancante 

del cono, per un’altezza di 

circa 500 m, fu rimossa 

nelle prime fasi 

dell’eruzione 

dell eruzione 

per effetto combinato di un 

rapido movimento franoso e 

di una forte esplosione 

laterale laterale. Queste depressioni 

vengono anche denominate 

caldere da frana (avalanche 

caldera).


Stratovulcano di Alicudi, Alicudi Isole Eolie. Eolie Lampia L’ampia depressione sommitale, sommitale riconoscibile dalla rottura del pendio, pendio è 

occupata da duomi andesitici dalla tipica forma mammellonare. Le strutture allungate sul fianco SE (a sinistra nella 

foto) sono colate laviche andesitiche mediamente viscose emesse dall’area sommitale.


Struttura interna dello stratovulcano di Santorini, Grecia, visibile lungo le pareti dell’ampia caldera centrale. Notare 

l’alternanza di colate laviche e depositi piroclastici, e la presenza di dicchi che tagliano la sequenza vulcanica 

passando, in alcuni casi, ad una giacitura concordante (sill) (foto P. Manetti).






•Interazione fra acqua e magma: eruzioni surtseyane, eruzioni freatopliniane (seamounts) 


•Prodotti piroclastici o piroclastiti o tefra (ceneri, lapilli, bombe) 

•Meccanismi M i i di ttrasporto t edeposizione d i i ( (caduta d t piroclastica, i l ti colata lt 

piroclastica, surge piroclastico) 




•Anelli di tufo tufo, coni di tufo tufo, maar 


•Barrancos 


•Caldere 



•Colate laviche (lave ( a corde, , aa) ) 



MMount tPi Pinatubo t b 

Il Monte Pinatubo è un vulcano attivo presso l'isola di Luzón nelle Filippine al confine tra le tre province di 

Zambales Zambales, Bataan e Pampanga. Pampanga LL'eruzione eruzione del giugno 1991, 1991 la prima dopo 5 secoli di inattività, inattività fu la seconda più 

grande e violenta eruzione del XX secolo. Le previsioni dell'inizio dell'attività eruttiva erano esatte e decine di 

migliaia di persone furono evacuate dall'area circostante il vulcano salvando molte vite, ma l'area subì numerosi danni 

a seguito delle colate piroclastiche, il deposito delle ceneri, e in seguito dei Lahar, frane di cenere causate dalle piogge 

che rimuovevano le ceneri depositatesi. depositatesi Migliaia di abitazioni furono distrutte. distrutte Gli effetti dell dell'eruzione eruzione furono avvertiti 

a livello planetario. Essa iniettò un'enorme quantità di gas nella stratosfera , superiore ad ogni eruzione successiva a 

quella del Krakatoa del 1883. Gli aerosol formarono uno strato oscurante di acido solforico, nei mesi successivi. La 

temperatura globale diminuì di mezzo grado Celsius e il buco dell'ozono crebbe sostanzialmente.


Distribuzione mondiale dei prodotti cineritici del vulcano Pinatubo


caduta piroclastica 

colata piroclastica surge piroclastico 

Rappresentazione schematica dei processi di messa in posto dei depositi piroclastici di caduta, colata e surge, e dei 

rispettivi i tti i rapporti ti con la l topografia t fi dei d i terreni t i sottostanti. 

tt t ti


Caduta piroclastica, depositi e “bombe”


Pyroclastic Surge: A more energetic and 

dilute mixture of searing gas and rock 

fragments is called a pyroclastic surge. 

Surges move easily up and over ridges; 

flows tend to follow valleys. 

Pyroclastic Flow: High-speed avalanches of 

hot ash, rock fragments, and gas move down 

the sides of a volcano during explosive 

eruptions or when the steep edge of a dome 

breaks apart and collapses. These pyroclastic 

flows, which can reach 1500 degrees F and 

move at 100-150 miles per hour, are capable 

of knocking down and burning everything in 

their paths.


Pyroclastic surge


Surge deposit




Pyroclastic flow from the 

SSoufrière f iè Hills Hill Volcano V l (Antille) 

(A till )


Pyroclastic flow deposit









•Meccanismi M i i di ttrasporto t e ddeposizione i i ( (caduta d t piroclastica, i l ti 







•Barrancos 


•Caldere 






Strutture a corde di una colata basaltica del Kilawea, Hawaii.


Strutture aa di una colata basaltica recente della rift valley etiopica, nell’area del vulcano Fantallè.


Basalti colonnari del plateau lavico del Fiume Columbia, Oregon, USA.









•Meccanismi M i i di ttrasporto t e ddeposizione i i ( (caduta d t piroclastica, i l ti 







•Barrancos 


•Caldere 







Geometria i e strutture interne i di 

duomi lavici endogeni con 

tipiche brecce esterne (zona 

puntinata), laminazioni 

concentriche ih legate l al l 

particolare tipo di accrescimento 

dall’interno per successive 

iniezioni laviche (linee 

tratteggiate) i ) e fessurazione 

f i 

colonnare radiale più o meno 

regolare (linee spesse). A. 

Duomo simmetrico; B. Duomo 

simmetrico i i con depressione d i 

centrale causata dalla 

contrazione all’interno del 

condotto. C e D. Duomi 

asimmetrici i i i per scorrimento i 

della lava su superfici inclinate 

(da McDonald, 1972, 

ridisegnato).


St tt i t di d d i l t ffi t i i d ll’i l di M l G i N t 

Struttura interna di un duomo endogeno parzialmente eroso affiorante nei pressi dell’isola di Mylos, Grecia. Notare 

le strutture laminari concentriche e la fessurazione colonnare divergente (foto P. Manetti).


Coni di scorie (o pomici) 

I coni co di d scorie sco e sono so o piccoli p cco edifici ed c vulcanici vu ca c monogenici, o oge c , formati o a nel e corso co so di d eruzioni e u o subaeree subae ee di d tipo po stromboliano, 

s o bo a o, 

della durata di pochi giorni o pochi anni. Essi sono formati dall’accumulo di frammenti messi in posto secondo 

traiettorie balistiche nelle immediate vicinanze del centro di emissione. La forma di questi edifici, in pianta, è 

approssimativamente circolare o, talora, allungata se l’attività che ne determina la formazione si protrae nel tempo, con 

il centro di emissione che migra g lungo g una frattura. 

Attività esplosiva stromboliana e coni di scorie nell’area craterica di Stromboli (Isole Eolie).


Cono di scorie della rift valley etiopica, nell’area del vulcano Kone a nord della città di Nazareth.


Cono di scorie saldate del vulcano Kilawea, Hawaii.


Altro esempio di cono di scorie della rift valley etiopica, nell’area del vulcano Kone a nord della città di Nazareth.


CONI E ANELLI DI TUFO (tuff-cones ( e tuff-rings) g) 

Questi edifici si formano comunemente a seguito di eruzioni freato-magmatiche che determinano la messa in posto e 

l’accumulo per esplosioni successive di depositi da flusso e da surge piroclastico, con una componente ridotta di 

frammenti messi in posto per caduta, spesso secondo traiettorie balistiche. La durata di tali eruzioni può essere 

compresa p tra pochi p giorni g e poche p settimante, raramente qualche q mese. Coni ed anelli di tufo sono edifici monogenici, g 

caratterizzati da crateri il cui fondo è situato topograficamente al di sopra della superficie di base dell’edificio. Essi 

sono costituiti da strati di piroclastiti che immergono sia verso l’interno che verso l’esterno del cratere. 

Nei coni di tufo il rapporto tra altezza e diametro di base è maggiore rispetto agli anelli di tufo tufo, il cratere è 

generalmente più piccolo, il rapporto tra flussi e surges piroclastici è più alto, sono spesso presenti intercalazioni di 

depositi da caduta, e l’angolo di inclinazione degli strati è di circa 20-25° in prossimità della cresta del cratere. I coni 

di tufo si formano in aree in cui l’acqua superficiale (di un lago o del mare) si trova al disopra del centro eruttivo. 

Tuff cone di Monte Nuovo (Campi Flegrei) Tuff cone di Nisida (Campi Flegrei)


Negli anelli di tufo sono prevalenti i depositi da base-surge, che conferiscono all’edificio una forma meno 

pronunciata, con angoli di inclinazione degli strati molto più bassi rispetto ai coni di tufo. Gli anelli di tufo si formano 

quando il magma interagisce esplosivamente con abbondante acqua in prossimità o in corrispondenza della superficie superficie. 

Essi sono caratterizzati da volumi di magma eruttati generalmente inferiori rispetto ai coni di tufo. 

Tuff ring – Arabia Saudita 

FFort tR Rock k State St t Natural N t lA Area - EEastern t Oregon O (USA)


Fort Rock State Natural Area - Eastern Oregon (USA)


Maar è un termine tedesco (al plurale Maare) utilizzato per indicare delle strutture poco rilevate, 

generalmente di forma circolare, il cui fondo depresso rispetto al piano di campagna è occupato da un 

lago. g 

Si tratta di caldere di origine idromagmatica, ossia di cavità originate da esplosioni scatenate dal contatto 

tra magma e acqua di falda. L'acqua della falda profonda (falda freatica), venendo a contatto con il 

magma in masse consistenti, provoca la formazione di grosse quantità di composti volatili con un 

potenziale p esplosivo p di potenza p inimmaginabile g con conseguenze g catastrofiche paragonabili p g a qquelle 

degli impatti di meteoriti di grandi dimensioni. L'acqua della falda freatica riempie poi la caldera residua 

formando così il laghetto nel fondo della cavità. 

Maar della rift valley etiopica, nell’area del vulcano Kone a nord della città di Nazareth.


Isola di Surtsey, Islanda, formatasi nel 1963-66. La parte affiorante, costituita da un cono di scorie accresciutosi 

all’interno di un cono di tufo, rappresenta la porzione sommitale di un vulcano sottomarino formato da lave e 

ialoclastiti. Il passaggio da lave a cono di tufo e, infine, a cono di scorie riflette la netta diminuzione nel rapporto 

acqua/magma nel corso dell’eruzione che ha costruito l’isola.


Cratere di esplosione (maar) di Horaro (Green Lake) nei pressi di Debre Zeit, Zeit regione di Addis Abeba, Abeba Etiopia. Etiopia Il 

cratere, occupato da un lago, si è formato in seguito ad un’eruzione idrovulcanica ai piedi di un vecchio 

stratovulcano il cui bordo calderico, profondamente dissestato, è ancora parzialmente riconoscibile sullo sfondo 

della foto. Gli strati affioranti lungo le pareti del cratere rappresentano le colate del vecchio stratovulcano e, nella 

parte superiore, superiore i depositi di surge connessi all all’attività attività freatomagmatica responsabile della formazione del maar. 

maar


Randecker maar - Germany


Maar 

Cono di tufo 

Anello di tufo 

Sezione trasversale di un maar, di 

un cono di tufo e di un anello di 

tufo tufo. 

Da Cass e Wright (1988), 

modificato.


Rappresentazione schematica della formazione 

di un plateau lavico per ripetute eruzioni fissurali basaltiche.


A 

B 

C 

Formazione di un tavolato lavico monogenico 

attraverso. A e BB. IInvasione i di una valle ll fluviale fl i l 

da parte di una colata lavica; 

C. Inversione di rilievo conseguente 

all’erosione delle rocce a minore competenza 

llungo i bordi b did della ll colata. l t


Formazione di una caldera conseguente a: A. Eruzione 

esplosiva di tipo pliniano; B. Svuotamento parziale della 

camera mag-matica; C. Collasso della parte centrale 

dell’apparato dell apparato vulcanico 

(da Mac Donald, 1972, ridisegnato).

Gentili B. – Materazzi M. – Corso di Geomorfologia: Lezione 5 – La morfologia vulcanica 


Carta topografica dell’isola di 

Vulcano, Isole Eolie. Lisola L’isola è 

caratterizzata da due ampie 

caldere. La più meridionale è quasi 

completamente riempita da 

prodotti p odo ddi eeruzioni u o intracalderiche aca de c e 

mentre l’altra contiene al suo 

centro il Cono della Fossa. Questo 

è un centro piroclastico quiescente 

con un cratere centrale ben 

evidente e con una colata lavica 

linguoide di natura ossidianacea 

sul fianco settentrionale. Il punto 

di intersezione tra le due caldere è 

occupato dal vulcano del Monte 

Saraceno. La parte più 

settentrionale dell’isola è formata 

dall’apparato pp di Vulcanello che è 

costituito da uno scudo di tipo 

islandese di lave basiche tefritiche 

con sovrastanti piccoli coni 

piroclastici p trachitici. Il contrasto 

morfologico tra lo scudo lavico e i 

coni piroclastici evidenzia il 

cambiamento dallo stile effusivo 

dei magmi g fluidi tefritici a quello q 

moderatamente esplosivo dei 

magmi trachitici.








Flussi lavici attivi il 30 Dicembre 2002 alle 11.30 ora locale (rosso) e il 31 Dicembre 2002 (porpora). 

Tracciati a partire dalle mappe pubblicate a cura dell' INGV-Catania.


Corpi franosi distaccatisi dalla Sciara del Fuoco il 30 Dicembre 2002 alle 13:15 e 13:22. 

Tracciati a partire dalle mappe pubblicate a cura dell' INGV-Catania


L'illustrazione mostra l'onda di tsunami in espansione dopo l'entrata in mare della frana. Nota che non si tratta 

di una simulazione al computer ma solo di una rappresentazione di come le onde potrebbero essersi propagate


Flusso lavico che entra in mare sotto la 

Sciara del Fuoco. 

Danni provocati dall'onda di tsunami lungo 

la costa di Scari, Stromboli.



Armero, Colombia, destroyed by lahar on November 13, 1985.More than 23,000 people were killed in 

Armero when lahars (volcanic debris flows) swept down from the erupting Nevado del Ruiz volcano


A pyroclastic flow from the August 7, 1980 

eruption stretches from Mount St. Helens' crater to 

the valley floor below. Pyroclastic flows typically 

move at speeds of over 60 miles per hour (100 

kilometers/hour) and reach temperatures of over 

800 Degrees Fahrenheit (400 degrees Celsius).




4 April 2009. An impressive lahar carrying glacial sediments continues to flow in Drift River Valley 

six hours after a Plinian eruption p of Redoubt Volcano (Alaska) ( ) has triggered gg 

it.


Redoubt Volcano (Alaska). Steaming pyroclastic flow (right) and ash column erupted from the horseshoe- 

Redoubt Volcano (Alaska). Steaming pyroclastic flow (right) and ash column erupted from the horseshoe 

shaped crater (left).





Unrestricted Daytime access 

Ashfall and lahars can be 

significant hazards in all areas, 

and require appropriate 

precautions. 

Access is permitted 

from 6:30 am until 

5:30 pm. Access 

gates will be locked 

at all other times. 

Daytime access to 

some areas 

Areas will be defined Boats permitted to 

depending on state travel through the 

and location of the MEZ without 

volcanic activity. stopping from 6:30 

am until 5:30 pm. 

Daytime transit Controlled access Essential workers 

No access without No access apart from 

approval from MVO and associated 

NDPRAC. Approval staff. Access for 

considered on a case- essential 

by-case basis. Gates 

will be locked at all 

times. 

maintenance only 

with approval from 

NDPRAC. Gates 

will be locked at all 

times.

Lezione 5 - La morfologia vulcanica - Scuola di Scienze Ambientali

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