TERREMOTI E VULCANI - Liceo Scientifico A.Bafile

TERREMOTI
E
VULCANI
ALCUNI FENOMENI FISICI CHE SERVONO AL
NOSTRO PIANETA COME MECCANISMI DI SFOGO
DELLE ENORMI ENERGIE CHE SI TROVANO NEL
NOSTRO PIANETA.

I TERREMOTI
Questi sono una evidente testimonianza della vitalità della terra,
certamente insieme ai vulcani, sono il più appariscente effetto del
fatto che il nostro pianeta è vivo (vedi il flusso di calore) e tutto
ciò è dovuto prevalentemente al movimento che subiscono le
placche (vedi la tettonica delle placche) al di sopra del mantello.

Un terremoto, o sisma, è un'improvvisa vibrazione del terreno prodotta da una brusca liberazione di
energia e tale energia si propaga in tutte le direzioni (come una sfera) sotto forma di onde.
Ma cos'è questa energia? Beh è come immaginare di avere tra le mani un bastone di legno: se si inizia a
piegare esso offre una resistenza al piegamento che si esprime sotto forma di energia elastica; le rocce s
comportano nello stesso modo: cioè se una porzione di roccia inizia a deformarsi, essa offrirà una certa
resistenza (che cambia a seconda del tipo di roccia), ma quando le forze che tengono insieme la roccia
vengono superate da quelle che le deformano allora questa si spezza e si ha un brusco spostamento delle
due parti che rilasciano l'energia che avevano accumulato durante la deformazione e ritornano in uno stat
indeformato. Lo spostamento avviene sia verticalmente che orizzontalmente
Di solito queste rotture, ed i conseguenti spostamenti, si hanno lungo linee preferenziali chiamate faglie,
il punto preciso da cui si propaga il terremoto è detto ipocentro, mentre lo stesso punto, portato in
verticale sulla superficie terrestre, si chiama epicentro. Ma cosa sono queste faglie? Una faglia è
sostanzialmente una frattura nel terreno, profonda anche vari chilometri, lungo la quale avvengono i
movimenti del terreno. Infatti una faglia non è altro che una linea di minore resistenza della roccia
sottoposta a pressioni e quindi la rottura avviene sempre lungo questa linea.In figura accanto la
sequenza di rottura: 1 e 2 piegamento, 3 rottura con rilascio di energia, 4 stabilizzazione nella nuov
forma. Accanto un semplice schema 3D di propagazione delle onde.

Esistono vari tipi di faglie anche molto diverse tra loro, ma tutte hanno in comune il fatto che lungo
quella linea si ha un movimento relativo delle rocce. Interessante è il caso della famosa faglia di
S.Andreas che corre lungo la costa Ovest degli Stati Uniti. Questa è un tipo di faglia trascorrente, cioè i
movimenti del terreno avvengono sempre sul piano orizzontale, (ad esempio un lato va verso Nord
mentre l'altro va verso Sud) e lentamente sta avvicinando la città di Los Angeles a quella di S.Francisco
alla velocità di circa 2 centimetri all'anno. Questo può sembrare un numero molto piccolo, ma in realtà
se pensiamo in tempi geologici (milioni di anni) questo movimento è velocissimo.
Ma torniamo ai nostri terremoti: abbiamo detto che questi si originano perché ad un certo punto la roccia
si rompe lungo una faglia, in profondità, e rilascia tutta l'energia che aveva accumulato per resistere al
movimento. Questa energia si disperde nel terreno dall'ipocentro in tutte le direzioni in forma di onde (in
parte anche sotto forma di calore) che possono essere: onde di volume, cioè che coinvolgono un volume
e quindi in questo caso la terra stessa, e le onde di superficie che si propagano solo sulla superficie della
terra.Le onde di volume si possono ulteriormente dividere anche in onde P cioè primarie (chiamate
anche longitudinali), quelle che arrivano per prime e quindi quelle che viaggiano all'interno della terra
con la velocità più alta (dell'ordine dei 6 chilometri al secondo) e sono anche diverse per il modo di
viaggiare nel terreno.
Attualmente è possibile individuare con molta precisione il punto da cui si è formato un terremoto.

Oltre ad essere le più veloci queste alternativamente comprimano e rilasciano il terreno nella loro
direzione di propagazione proprio come le onde sonore e infatti quando questo genere di onde arrivano
in superficie subiscono una rifrazione nell'aria e possono essere trasmesse all'atmosfera sotto forma di
onde sonore. Poi abbiamo le onde S cioè secondarie (chiamate anche trasversali) perché sono più lente
(infatti arrivano per seconde) e fanno muovere il terreno alternativamente in basso e in alto
trasversalmente alla direzione di propagazione e per loro natura non possono viaggiare nei liquidi.
Come abbiamo detto oltre alle onde di volume abbiamo anche quelle di superficie; queste sono anche
chiamate lunghe perché viaggiano anche per lunghissime distanze e sono molto simili a quelle che
appaiono sull'acqua quando lanciate un sasso; sono questo tipo di onde quelle che causano i danni alle
case e alle fondazioni. Questa energia di solito si scarica con una forte scossa principale, per lo più
preceduta da piccole scosse premonitorie (dette foreshocks) e seguita da una serie di numerosissime
scosse dette repliche. Ma qualche volta i terremoti si possono manifestare direttamente con la scossa
principale e naturalmente sono i più pericolosi. Il rilascio dell'energia dovuta a sforzi agenti sulla
litosfera (l'involucro rigido che ricopre la terra, vedi interno della terra) può anche avvenire con
continuità, cioè i due blocchi sui due lati della faglia possono scorrere delicatamente l'uno accanto
all'altro senza scatti bruschi e senza accumulo di energia, quindi senza provocare terremoti importanti.
I terremoti che sono associati a movimento del terreno lungo le faglie sono i più comuni ma vi sono
terremoti anche associati ai vulcani (vedi vulcani), e alla loro attività (movimento del magma,
sovrapressione dei gas ecc..).In figura una rappresentazione schematica della propagazione delle
onde: nel primo caso di onde P di compressione, sotto onde S di taglio. Sotto la propagazione
delle onde di superficie.

toricamente l'Uomo ha incessantemente cercato di classificare i vari tip
di terremoti.
Quasi tutte le classificazioni si basavano sulla proprietà più evidente :
loro intensità.
n Italia la più nota è La scala Mercalli, inventata da Giuseppe Mercall
nel 1897, basata solo sull'entità e sulla quantità dei danni: cioè quando
vveniva un terremoto si faceva una stima dei danni e in base a questi si
ssegnava al terremoto un determinato valore che va da 1 (nessun danno
solo gli strumenti lo avvertono) a 10 (distruzione totale). Quella di
Mercalli è ormai superata da quella che si basa su valori più oggettivi:
La scala Richter (inventata da Charles Richter nel 1935).
Questa esprime la magnitudo, grandezza che si riferisce alle massime
scillazioni registrate dagli strumenti sismici in opportune condizioni e
da una misura oggettiva dell'energia rilasciata.

Ma voi vi chiederete come si fa a misurare le onde sismiche di superficie con uno
strumento che appoggia sulla terra, se poi tutta la superficie stessa si muove ?
Per superare questo problema si usa il sismografo. Un sismografo è uno strumento
formato da un rotolo di carta e di un "pennino" che scrive sulla carta sul rotolo. Il trucco è
che il pennino è tenuto sospeso da una molla che fa mantenere al pennino la stessa
posizione, mentre durante il terremoto il rotolo di carta andrà su e giù seguendo i
movimenti del terreno. Il pennino sta più o meno nella stessa posizione perché la molla, a
cui è attaccato, assorbe i movimenti del terreno e non li trasmette a questo.

Grazie a questi strumenti, e agli stessi terremoti, gli esperti possono studiare l'interno del
pianeta e vedere cosa c'è al di sotto della crosta sulla quale viviamo (infatti non si può
sapere nulla direttamente visto che nessuno è mai andato nel centro della terra e anche le
più moderne tecniche di perforazione petrolifera non consentono di andare a profondità
maggiori di 10- 15 Km, e si è anche potuto dividere l'interno della terra in varie parti
come la crosta, il mantello e il nucleo (ma questo è un altro argomento, vedi l'interno
della Terra). In figura sopra due tipi di sismografo utilizzati, il primo misura i
movimenti verticali, il secondo quelli orizzontali, e accanto un esempio di
sismogramma con l'arrivo, in tempi diversi, dei diversi tipi di onde sismiche

Un terremoto, se l'epicentro (il punto sulla superficie posto sulla verticale dell'ipocentro) è nel
mezzo al mare allora si avrà come risultato un maremoto (chiamato anche tsunami). Molti di
questi sono provocati da un improvviso movimento verticale del fondo del mare e si formano
delle onde sulla superficie (come quando vi gettate un sasso) molto grosse che possono viaggiare
ad una velocità dai 500 ai 1000 Km all'ora. Quando delle onde del genere arrivano vicino alle
coste si alzano (perché diminuisce la profondità del mare) fino ad altezze di 40 metri e oltre. Il
maremoto generato dal terremoto del Cile nel 1960, oltre a distruggere tutti i villaggi lungo 800
Km di costa, percorse 17.000 Km di Oceano Pacifico e arrivò in Giappone dopo circa 22 ore e
provocò notevoli danni.
Quindi per concludere si possono considerare i terremoti come lo strumento con il quale la terra
cambia forma e si evolve, i monti crescono e si innalzano, le valli si aprono; insomma i terremoti
dimostrano che il nostro pianeta è " vivo" e in continua mutazione (vedi il flusso di calore).
Nella figura sopra, uno schema di propagazione di onde causate da un maremoto. Più
diminuisce la profondità del fondale e più la cresta dell'onda si alza.

TERREMOTI
Movimento brusco e rapido che si
manifesta sulla superficie terrestre con
una serie di scosse dovute alle onde
sismiche originatesi in un punto più o
meno profondo della crosta terrestre o
del mantello dove è avvenuta
un'improvvisa rottura.

IPOCENTRO
L'ipocentro è il punto all'interno della Terra dove ha inizio
la fratturazione e lo scorrimento dei blocchi rocciosi. La
rottura provoca il rilascio dell'energia accumulata. In
superficie, in corrispondenza dell'ipocentro si trova
l'epicentro.

EPICENTRO
Di solito queste rotture, ed i conseguenti spostamenti, si
hanno lungo linee preferenziali chiamate faglie, e il punto
preciso da cui si propaga il terremoto è detto ipocentro,
mentre lo stesso punto, portato in verticale sulla superficie
terrestre, si chiama epicentro

DEFORMAZIONI PLASTICHE E
RIGIDE
Le deformazioni di tipo plastico sono quelle che
modificano la forma, e a volte la struttura della roccia, ma
senza che questa subisca delle rotture. Questo processo
quindi "piega" le rocce, un po' come si piega una barra di
ferro. È questo tipo di deformazione che da vita al
fenomeno delle pieghe. Tutti i tipi di roccia possono essere
interessati da pieghe, ma i risultati di tali piegamenti si
notano più facilmente in rocce sedimentarie che per la loro
particolare geometria costituita da strati sovrapposti
aiutano l'osservatore ad individuare l'andamento curvilineo
della deformazione (vedi figura in alto a sinistra).

Piega sinforme coricata
Dyfed, Galles.

PIEGHE
La struttura base di una piega è composta dai fianchi che unendosi
formano la cerniera; la retta che passa lungo la cerniera è chiamata
asse della piega ed individua l'immersione della piega stessa (l'insieme
degli assi di una piega costituisce il piano assiale.
Dalla disposizione dei fianchi si può risalire all'entità dello sforzo che
ha formato la piega; infatti un piccolo sforzo darà vita a pieghe quasi
piatte con i fianchi molto aperti (piega lieve), ma più lo sforzo
applicato è grande e più i fianchi della piega saranno vicini, cosi si
passa da pieghe lievi, a pieghe aperte, chiuse, strette ed isoclinali nelle
quali i fianchi della piega sono paralleli.
Le pieghe in cui gli strati sono incurvati verso l'alto si dicono
sinclinali, mentre quelle con gli strati verso il basso sono chiamate
anticlinali (dipendendo sull'età degli strati che si trovano nel nucleo
della piega, si distinguono anche le anticlinali sinformi e le sinclinali
sinformi). Accanto uno schema che illustra l'immersione degli assi
delle pieghe.

P
I
E
G
H
E

LA DEFORMAZIONE
ELASTICA
La deformazione elastica è quel genere di deformazione
attraverso il quale la materia si deforma solo nel momento
della spinta e quando questa viene meno torna nel suo stato
iniziale senza aver subito alcuna modificazione. Questo
tipo di deformazione in realtà si osserva raramente in
natura poiché noi vediamo e studiamo i risultati della
deformazione e non mentre questa avviene, inoltre
materiali completamente elastici non esistono in natura.

DURANTE UN TERREMOTO
Se sei in casa... Mettiti al riparo sotto un tavolo per proteggerti dalla caduta di
calcinacci o con le spalle poggiate contro le pareti portanti. Non percorrere le
scale. Non uscire dall'edificio, potrebbero cadere vetri, calcinacci, cornicioni. Non
usare l'ascensore Stai lontano dalle finestre e dalle pentole sul fuoco.
Se sei a scuola... Mettiti sotto un banco. Cerca di fare coraggio a chi ti sta vicino.
Non correre fuori dell'edificio. Ricordati delle informazioni ricevute quando in
classe avete affrontato l'argomento protezione civile Se sei allo stadio, cinema,
tra la folla.... Stai calmo e non muoverti, soprattutto, non cercare di
scappare. Ricordati che il maggior pericolo è rappresentato dal panico. Se ti trovi
immerso nella folla che scappa, stringi le braccia davanti allo stomaco per
garantirti il respiro e proteggere la cassa toracica.
Dopo la scossa... Se incontri persone in preda a crisi di paura o leggermente ferite,
ciechi, handicappati, innanzitutto contatta le strutture di protezione civile, poi
cerca di consolare le persone più bisognose. Collabora attivamente con le forze
preposte all'emergenza. Riferisci loro ogni notizia certa di incendi, crolli e persone
ferite. Non usare inutilmente il telefono; le linee telefoniche devono essere
utilizzate solo da chi ha bisogno di un'ambulanza o dei Vigili del Fuoco.

I TERREMOTI SONO
DIVISI
GENERALMENTE IN
TRE TIPI DIVERSI

Terremoti d’assestamento: se una
cavità sotterranea sprofonda
improvvisamente può provocare
delle scosse d’assestamento talvolta
assai violente, ma in un’area assai
limitata;

Terremoti d’origine vulcanica:
anch’essi possono provocare effetti
catastrofici che precedono e
accompagnano le eruzioni
vulcaniche.

Terremoti d’origine Tettonica: sono i
più temibili, a causa delle vaste aree
che interessano. Si verificano per
assestamento della crosta terrestre
dove non è ancora stato raggiunto un
equilibrio tra i vari punti della terra.

LE PLACCHE
Fino all'inizio del novecento i geologi erano convinti che i
continenti e i bacini oceanici fossero forme stabili e
immobili della superficie terrestre, ma nel corso degli
ultimi decenni una grande quantità di nuove informazioni e
dati ha contribuito a mutare radicalmente la nostra
interpretazione circa l'attività della Terra e i conseguenti
fenomeni che osserviamo sulla sua superficie (vulcani,
terremoti ecc…). Adesso interpretiamo la crosta non più
rigida ma anzi formata da circa 20 zolle, o placche, di cui
le maggiori sono sei: quella africana, quella euroasiatica,
quella pacifica, la zolla nordamericana, quella
dell'sudamericana e infine quella antartica.

Tutte queste placche poggiano sul mantello, che non è un
substrato rigido e quindi permette un certo movimento alle
zolle. L'idea che i continenti, in particolare il Sud America e
l'Africa si potessero fare coincidere a formare un unico
continente, era già stata fatta presente nel 1858 da Antonio
Pellegrini ma senza nessuna base scientifica se non il fatto
che le coste di queste due placche potevano coincidere in
modo quasi perfetto. Ma si deve al metereologo Alfred
Wegener il merito di presentare l'idea della deriva dei
continenti (1915) accompagnata da una serie di prove ed
osservazioni; ipotizzò che un tempo fosse esistito un
suprecontinente, che chiamò Pangea, e questo circa 200
milioni di anni fa avesse iniziato a frammentarsi in pezzi più
piccoli che sono andati alla "deriva" verso le posizioni attuali.

COME SI FA A MISURARE
I TERREMOTI?
Per superare questo problema si usa il sismografo. Un sismografo è uno
strumento formato da un rotolo di carta e di un "pennino" che scrive
sulla carta sul rotolo. Il trucco è che il pennino è tenuto sospeso da una
molla che fa mantenere al pennino la stessa posizione, mentre durante
il terremoto il rotolo di carta andrà su e giù seguendo i movimenti del
terreno. Il pennino sta più o meno nella stessa posizione perché la
molla, a cui è attaccato, assorbe i movimenti del terreno e non li
trasmette a questo.

Grazie a questi strumenti, e agli stessi terremoti, gli esperti
possono studiare l'interno del pianeta e vedere cosa c'è al di
sotto della crosta sulla quale viviamo (infatti non si può
sapere nulla direttamente visto che nessuno è mai andato nel
centro della terra e anche le più moderne tecniche di
perforazione petrolifera non consentono di andare a
profondità maggiori di 10- 15 Km, e si è anche potuto
dividere l'interno della terra in varie parti come la crosta, il
mantello e il nucleo

QUALI SONO LE SCALE
PER MISURARE I
TERREMOTI?

SCALA MERCALLI
1° grado : strumentale – registrata solo dai sismografi
2° grado : leggerissima – avvertita solo da persone particolarmente sensibili
3° grado : leggera – avvertita da persone a riposo, soprattutto ai piani alti
4° grado : mediocre – avvertita anche camminando, oscillazione di oggetti
appesi
5° grado : forte – risveglio di persone che dormono, suono di campane, cadute
di oggetti
6° grado : molto forte – lievi danni agli edifici, oscillano gli alberi
7° grado : fortissima – allarme generale, crepe nei muri, caduta di intonaci
8° grado : rovinosa – caduta di camini, gravi danni agli edifici
9° grado : disastrosa – crollo di alcuni edifici, rottura di condutture, crepe nel
terreno
10° grado : disastrosissima – crollo di molti edifici, rotaie piegate, grandi
crepacci nel suolo, frane
11° grado : catastrofica – pochi edifici superstiti, ponti distrutti, tutti i servizi
(ferrovie, condutture, cavidotti) fuori uso, grandi frane, inondazioni
12° grado : grande catastrofe – distruzione totale, oggetti scagliati in aria,
sollevamenti ed abbassamenti del suolo ad onde

SCALA RICHTER
Tale scala non ha divisioni in gradi, limiti inferiori, (se non
strumentali) e superiori. La valutazione dell'energia
liberata da un sisma è associata ad un indice, detto
magnitudo, che si ottiene rapportando il logaritmo
decimale dell'ampiezza massima di una scossa e il
logaritmo di una scossa campione. Lo zero della scala
equivale ad una energia liberata pari a 105 Joule. Il
massimo valore registrato, è stato di magnitudo 8.6
equivalente all'energia di 1018 J.

I VULCANI
'è un'isola piccola piccola pochi chilometri a nord della Sicilia che ha
dato il nome a tutti i vulcani del mondo: l'isola di VULCANO.
econdo gli antichi greci era su quest'isola che il Dio Vulcano abitava
e lavorava nella sua mitica fucina. L'isola di Vulcano fa parte di uno
degli arcipelaghi più spettacolari del pianeta: L'arcipelago delle isole
Eolie. Un arcipelago formato da sette distinte isole vulcaniche :
Alicudi, Filicudi, Panarea, Lipari, Salina, Stromboli e Vulcano. Ma
cosa sono i vulcani, come si formano, quali sono i meccanismi delle
loro eruzioni?
Nello schema accanto le diverse tipologie di vulcanismo

Da molti anni l'uomo si interroga su queste domande e già nel 79 d.c. Plinio il Giovane descrisse in due lettere a
Tacito l'eruzione del Vesuvio che provocò una delle più famose catastrofi naturali della Storia, quella di
Ercolano e Pompei. Plinio il Giovane trasformò queste due lettere in una decrizione estremamente dettagliata dei
fenomeni vulcanici da lui osservati tanto che molti dei termini scientifici usati oggi in materia di vulcanologia
derivano e traggono ispirazione da questo inestimabile manoscritto. Anche nella classificazione che ad oggi
viene usata per distinguere i diversi tipi di vulcani, introdotta dal geologo francese Lacroix nel 1908, si usano
alcuni termini di Plinio il Giovane.
Da Plinio il Giovane le Scienze delle Terra hanno fatto molta strada fornendo teorie ormai dimostrate sullo
sviluppo e sulla natura dei vulcani e dei loro prodotti eruttivi. In realtà ancor'oggi non siamo in grado di avere
certezze sulle modalità di innesco di un'eruzione.
Comunque quasi tutte le numerose teorie a riguardo si basano sul trasporto gassoso (più o meno quello che
succede quando si apre una bottiglia di champagne).
Un vulcano è la via attraverso la quale il materiale fuso, chiamato magma, dall'interno della Terra arriva in
superficie, trabocca all'esterno e si faffedda formando la roccia effusiva chiamata generalmente lava. Nel corso
di tale movimento porzioni di magma possono rimanere intrappolate entro la crosta e non raggiungere mai la
superficie. In questo caso si raffreddano e formano roccia solida all'interno della crosta stessa, dando origine alle
rocce plutoniche o intrusive. Se queste porzioni intrusive sono di grandi dimensioni prendono il nome di
batoliti (vedi rocce ignee). Vediamo che magmi diversi (per composizione chimica, per temperatura o per
contenuto in gas), che fuoriescono in situazioni geologiche diverse (sul fondo del mare, o dopo aver attraversato
la crosta oceanica o quella continentale), danno origine a differenti tipi di eruzioni; queste a loro volta, a
secondo del modo di come avvengono, danno origine a diversi prodotti vulcanici e a diversi vulcani.

Tra i fattori che determinano la natura di
un'eruzione, quelli principali sono: la
composizione chimica del magma, la sua
temperatura e la quantità di gas disciolti in
esso. I primi due controllano
principalmente la mobilità del flusso di
magma, chiamata più precisamente
viscosità; quanto più questo è viscoso
tanto maggiore è la sua difficoltà a
muoversi e scorrere. Una delle differenze
composizionali che più determinano
differenti viscosità e quindi differenti tipi di
eruzioni è la quantità di silice (SiO2).

I magmi si differenziano quindi in due grandi categorie:
quelli poveri di silice (detti anche basici) che danno origine alle rocce mafiche,
come il basalto, costituite per circa il 50% di silice
quelli ricchi di silice (detti acidi), contenenti oltre il 70% di silice, che che danno
origine alle rocce sialiche, come i graniti e il loro corrispettivo effusivo le rioliti (veid
anche le serie magmatiche).
La maggiore viscosità deriva da un maggior contenuto in silice in quanto questa
innesca, durante la risalita e il relativo raffreddamento, la cristallizzazione di un tipo
di minerali, i tectosilicati, che per la loro stessa struttura ostacolano il flusso (vedi
minerali).
Un maggior contenuto di gas al contrario favorisce la fluidità del magma.
I principali gas contenunti in un magma sono sempre gli stessi, ovvero:
H2O, CO2, CO, H2, H2S idrogeno solforato e HCl.
Accanto un confronto tra i due tipi di vulcano. Sotto una fontana di lava lungo
una fessura, durante una fase d'attività del vulcano Kilauea, Hawaii, accanto
una "nube ardente" che scende lungo le pendici del vulcano Ngauruhoe,
Nuova Zelanda, durante una eruzione nel 1974.

Quando il magma raggiunge una zona prossima alla superficie la pressione di confinamento,
che le rocce intorno forniscono, diminuisce notevolmente e questo provoca una liberazione dei
gas che prima erano disciolti nel magma.
Nei magmi sialici, a causa dell'alta viscosità, la fuoriuscita dei gas avviene sempre in modo
violento tanto che le eruzioni di questo tipo sono sempre esplosive e distruttive. Il magma
mafico al contrario, grazie alla bassa viscosità, favorisce una emissione gassosa sempre calma.
Alcuni esempi possono essere le eruzioni dell'Etna, o quelle delle Hawaii, alimentate da
magmi basaltici (vedi serie magmatiche), che sono relativamente tranquille mentre quelle di
vulcani come il Vesuvio sono invece di tipo esplosivo catastrofico. Le caratteristiche di una
eruzione vulcanica hanno conseguenze anche sulla struttura che lo stesso vulcano assume via
via nel tempo. Un cono vulcanico ben definito è infatti una prova di eruzioni di magmi mafici.
Nella figura accanto uno schema dell'evoluzione dell'Etna ricostruita attraverso una
serie di sezioni geologiche riferite a vari momenti della storia di questo vulcano multiplo.
(Scienze della Terra, Tarbuk, Ed. Principato). Sotto una parte del "batolite" (corpo
igneo intrusivo) della Sierra Nevada, che si estende per circa 40 Km e si è formato circa
130 milioni di anni fa.

Se guardiamo la distribuzione dei vulcani nel
mondo, notiamo che questa segue un certo
ordine. La maggior parte di essi infatti si trova
in corrispondenza dei contatti tra le varie
placche che formano la crosta, e in particolare
lungo i margini di subduzione (dove una palcca
sprofonda sotto l'altra, vedi la tettonica delle
placche). Alcuni invece si possono trovare
lontani da questi margini attivi, come quelli
dell'arcipelago delle Hawaii, che sono associate
agli hot spots , fessurazioni della crosta
attraverso le quali il magma risale direttamente
dal mantello.
In figura sotto la distribuzione dei vulcani nel
mondo.

La vita di questo enorme vulcano fu sconvolta nel 1980 da
una gigantesca esplosione che ha determinato la sua quasi
totale distruzione. Tutto ebbe inizio il 20 Marzo 1980, con
una serie di piccoli terremoti localizzati sotto la montagna.
La prima prova concreta di attività vulcanica si ebbe il 27
Marzo, quando dalla sommità uscì una piccola quantità di
ceneri e vapori. Nelle settimane seguenti si ebbero solo
sporadiche emissioni di piccola intensità.
Prima dell'esplosione si pensava che il pericolo maggiore
fosse rappresentato da eventuali colate di fango prodotte
dall'acqua che si sarebbe liberata a seguito della fusione del
ghiacciaio presente sulla sommità del vulcano, a causa del
calore del magma.

unico segno che si potesse prima o poi verificare una pericolosa eruzione, fu un
onfiamento sul fianco settentrionale del vulcano. Questo rigonfiamento aumentava
ntamente, ma costantemente, di alcuni metri al giorno. I vulcanologi che seguivano
esta fase dell'attività del vulcano, ritennero che un segno di eruzione imminente
rebbe stato l'aumento sensibile della velocità di crescita del rigonfiamento; purtroppo
n si ebbe nulla del genere prima dell'esplosione, anzi nei due giorni che
ecedettero l'esplosione, l'attività sismica diminuì!!
scatenarsi dell'eruzione fu segnato da una scossa sismica di 5.1 Richter le cui
brazioni fecero franare il pendio settentrionale del cono vulcanico, eliminando così il
vraccarico che tratteneva il sottostante magma. Si ritiene che proprio in
nseguenza della diminuzione di carico, il magma, ricco di acqua liberatosi quasi
tantaneamente come vapore dal ghiacciaio, si sia aperto improvvisamente un varco,
me farebbe il vapore in una caldaia in sovrappressione.

L'eruzione si aprì il varco in corrispondenza del
rigonfiamento, a qualche centinaio di metri al di sotto della
cima; di conseguenza sfogò la sua violenza lateralmente e
non verso l'alto, provocando molti più danni.
Alle 8.32 del 18 Maggio 1980 una delle maggiori eruzioni
vulcaniche verificatesi in tempi recenti nel Nord America
trasformò il pittoresco vulcano di St. Helens, che sorge nella
parte occidentale degli Stati Uniti, in un cratere dall'aspetto
"lunare".
Quel mattino il vulcano esplose con una violenza di un paio
di centinaia di volte maggiore di quella della bomba atomica
sganciata su Hiroshima durante la seconda Guerra Mondiale.
L'esplosione ha disintegrato tutto il fianco settentrionale del
vulcano, creando al suo posto una cavità; così, quello che
una volta era un vulcano alto più di 2900 m, collassò e si
abbassò di circa 450 m.

Vapori e gas fuoriuscirono con tremenda forza trascinando con se una gran
quantità di detriti e formando nubi caldissime, dette nubi ardenti, con
temperature di circa 300°C in quota e circa 800°C al suolo, che, viaggiando
alla velocità di 400 Km/ora, distrussero tutto in un'area di 400 Km quadrati.
La violenza dell'esplosione è stata tale da abbattere delle sequoie a 25 Km di
distanza dal centro del vulcano.
Fortunatamente alcune precauzioni furono prese e "solo" 60 persone persero
la vita. Le colate di fango che seguirono trascinarono giù, lungo il versante
per 29 Km, fino al fiume Toutle, ceneri, alberi, e detriti saturi d'acqua
riempiendo il fiume e alzandone il livello anche di 60 m.
E' stato calcolato che l'esplosione iniziale abbia proiettato nell'atmosfera da 3
a 4 Km cubi di ceneri e frammenti di roccia, e la nube che poco dopo si
innalzò dal St Helens arrivò a 18.000 m di quota (stratosfera).
Nelle ore e giorni seguenti, questo materiale venne trasportato intorno al
globo dalle forti correnti atmosferiche che vi sono a quelle altitudini (dette
correnti a getto): sensibili spessori di ceneri si depositarono anche a più di
2500 Km di distanza dal vulcano. Al tempo stesso le ceneri che si
depositarono nelle sue immediate vicinanze formarono uno strato di oltre 3
metri di spessore, e l'aria sopra Yakima, una cittadina a circa 130 Km di
distanza, divenne così carica di ceneri che si fece buio in pieno giorno. Per la
caduta delle ceneri si ebbero danni alle colture fino a 900 Km di distanza dal
vulcano.

LA STORIA DEI VULCANI
C'è un'isola piccola piccola pochi chilometri a nord della
Sicilia che ha dato il nome a tutti i vulcani del mondo:
l'isola di VULCANO. Secondo gli antichi greci era su
quest'isola che il Dio Vulcano abitava e lavorava nella
sua mitica fucina. L'isola di Vulcano fa parte di uno
degli arcipelaghi più spettacolari del pianeta:
L'arcipelago delle isole Eolie. Un arcipelago formato da
sette distinte isole vulcaniche : Alicudi, Filicudi,
Panarea, Lipari, Salina, Stromboli e Vulcano.

MAGMA
Un vulcano è la via attraverso la quale il materiale fuso,
chiamato magma, dall'interno della Terra arriva in
superficie, trabocca all'esterno e si faffedda formando
la roccia effusiva chiamata generalmente lava. Nel
corso di tale movimento porzioni di magma possono
rimanere intrappolate entro la crosta e non
raggiungere mai la superficie. In questo caso si
raffreddano e formano roccia solida all'interno della
crosta stessa, dando origine alle rocce plutoniche o
intrusive. Se queste porzioni intrusive sono di grandi
dimensioni prendono il nome di batoliti.

OGNI TIPO DI
FUORIUSCITA DEL
MAGMA PORTA A
DIVERSE ERUZIONI

ERUZIONI
Tra i fattori che determinano la natura di un'eruzione, quelli
principali sono: la composizione chimica del magma, la
sua temperatura e la quantità di gas disciolti in esso. I
primi due controllano principalmente la mobilità del flusso
di magma, chiamata più precisamente viscosità; quanto più
questo è viscoso tanto maggiore è la sua difficoltà a
muoversi e scorrere. Una delle differenze composizionali
che più determinano differenti viscosità e quindi differenti
tipi di eruzioni è la quantità di silice

I MAGMI DI
DIFFERENZIANO IN DUE
GRANDI CATEGORIE:

QUELLI POVERI
Quelli poveri di silice (detti anche basici)
che danno origine alle rocce mafiche, come
il basalto, costituite per circa il 50% di
silice.

QUELLI RICCHI
Quelli ricchi di silice (detti acidi),
contenenti oltre il 70% di silice, che che
danno origine alle rocce sialiche, come i
graniti e il loro corrispettivo effusivo le
rioliti.

VULCANO ERUZIONE ATTIVITA' MAGMA
Hawaiiana Effusiva Fluido
Stromboliana Mista Semi-fluido
Vulcaniana Mista Viscoso
Peleana Esplosiva
Molto
viscoso

VULCANI A SCUDO
I vulcani a scudo si formano da eruzioni effusive con colate di lava
molto fluida; hanno in pianta una forma allargata e fianchi poco
inclinati (in generale fra 2° e 10°, raramente più di 15°).
Il nome deriva dal fatto che i vulcani a scudo sono grossolanamente
rotondi, presentano spesso un piccolo cono al centro e coni laterali che
li fanno somigliare a scudi borchiati di antichi guerrieri.
Le dimensioni di un vulcano a scudo possono variare di molto e la
struttura tende a ingrandirsi e a cambiare forma per l'accumulo di lave
emesse alla sommità o lungo i fianchi.
Alcuni piccoli vulcani a scudo sono formati da una sola eruzione, ma
anche quelli grandi possono derivare da una sola eruzione molto
prolungata nel tempo. I vulcani a scudo più estesi si formano per la
sovrapposizione di incessanti colate di lave basaltiche.

VULCANI A STRATO-
VULCANO
Quando un vulcano è formato dalla sovrapposizione di prodotti eruttati sia da eruzioni
esplosive che da eruzioni effusive, viene chiamato strato-vulcano (o vulcano
composito).
I fianchi di questi vulcani hanno pendii molto ripidi e non è raro individuare i resti di
precedenti crateri parzialmente distrutti dalle fasi esplosive più intense. Le
dimensioni sono spesso rilevanti, ma inferiori a quelle dei vulcani a scudo.
In Italia i migliori esempi sono rappresentati dall'Etna (3210 m s.l.m. e una base di 40
km) e dal Vesuvio, mentre tra i più grandi del mondo vi è il Fujiyama, in Giappone,
alto 3700 m s.l.m. e con un diametro basale di 30 km. Di dimensioni più o meno
simili sono i vulcani Shasta e Rainier nella catena Cascade negli Stati Uniti e
Popocatépetl e Orizaba in Messico.
Gli strato-vulcani si accrescono per la sovrapposizione di prodotti emessi
prevalentemente da un cratere centrale, anche se i loro fianchi sono spesso segnati da
conetti eruttivi laterali.
I coni laterali sono considerati indicatori di una lunga attività. Infatti, man mano che il
vulcano si accresce, diventa sempre più difficile per il magma giungere allo sbocco
sommitale e la pressione nel tratto inferiore del condotto diventa così alta da
fratturare il cono e iniettare il magma lateralmente.

La posizione dei coni laterali e il loro progressivo spostamento indicano
l'andamento delle fratture che si sono prodotte nel cono principale.
Quando le eruzioni avvengono da un condotto centrale, la forma dei
vulcani compositi è molto vicina a quella di un cono. Se il condotto è
costituito da una fessura come, ad esempio, il vulcano Hekla in Islanda, o
se il punto di emissione si sposta lungo una frattura, il vulcano assume una
forma allungata. Se il condotto principale si sposta con il tempo in
maniera irregolare, anche la forma del vulcano diventa irregolare, come
nel caso dell'Etna.
L'alternarsi di eruzioni effusive e esplosive su uno stesso vulcano, talvolta
senza determinanti variazioni nella composizione del magma come nel
caso del Vesuvio, è probabilmente favorito dalla chiusura del condotto
principale per l'accumulo di magma viscoso.
La pressione del magma e del gas sotto un condotto ostruito può crescere
fino a provocare un'eruzione esplosiva. Le fasi esplosive tendono a
distruggere la parte sommitale del vulcano e ad allargare il condotto,
ripristinando le condizioni favorevoli per una successiva attività di tipo
effusivo.

VULCANI ITALIANI
I vulcani italiani attivi sono quelli siciliani (Isole Eolie,
Etna e Canale di Sicilia) e quelli campani (Vesuvio, Campi
Flegrei e Ischia). I termini per stabilire se un vulcano
inattivo deve essere considerato definitavamente spento o
meno non sono molto precisi essendo i tempi di un
vulcano, e in generale i tempi geologici, troppo lunghi per
l'osservazione umana. Ritenere che un vulcano non tornerà
in attività richiede una certa cautela, dal momento che si
conoscono vulcani i cui periodi di riposo si sono protratti
per molte centinaia di anni.