Durante un’eruzione esiste una buona probabilità che chi vive nei dintorni di un vulcano non faccia la fine che fecero gli abitanti di Pompei ed Ercolano: i primi sepolti da nuvole soffocanti di cenere e pomici bollenti, e gli altri travolti da una massa di frammenti di lava e roccia, cenere, scese dalle pendici del Vesuvio a una velocità di 700 km orari e una temperatura 1000° C, grado più grado meno (una colata piroclastica, termine composto dalle parole greche “fuoco” e “spezzato”). Per fortuna, la maggior parte delle manifestazioni vulcaniche dà a noi umani il tempo necessario per allontanarci dal pericolo.
Alcuni vulcani, come il Vesuvio nell’ottobre del 79 d.C., dopo periodi lunghi anche migliaia di anni in cui si sono comportati esattamente come gli altri rilievi, ricoprendosi di vegetazione (i suoli vulcanici sono particolarmente fertili perché ricchi di minerali), tornano a manifestarsi con eruzioni esplosive. Altri, come la maggior parte dei vulcani islandesi e hawaiani, continuano a emettere flussi di lava secondo un tipo di eruzioni chiamate effusive.
Ma quale processo causa le eruzioni? E perché non sono tutte uguali?
L’attività vulcanica, che comprende anche quei fenomeni chiamati eruzioni, è uno dei sintomi superficiali più evidenti della vitalità della Terra, un pianeta in continua trasformazione.
Tutto ha inizio tra la crosta e il mantello superiore, a profondità comprese tra il 15 e 100 chilometri. In quelle zone, a causa della enorme pressione dovuta al peso delle rocce sovrastanti (pressione litostatica), anche se la temperatura è elevata, la materia è allo stato solido, o al massimo simile a un fluido molto viscoso, una specie di pasta di cemento. In alcune aree però le condizioni variano, per esempio lungo le dorsali oceaniche dove la pressione diminuisce, nelle zone di subduzione (quelle zone dove la crosta oceanica, viene spinta sotto quella continentale), in quei luoghi più caldi perché vicini alle celle convettive del mantello, o ancora nei punti in cui i sedimenti sono più ricchi di acqua. Tutte queste variazioni possono portare al cambiamento delle condizioni di equilibrio tra pressione, temperatura e composizione chimica, che mantengono le rocce allo stato solido. Quando questo accade le rocce cominciano a fondersi. Non bisogna immaginare un processo istantaneo, né una fusione simile al ghiaccio in acqua, nella massa rocciosa molto calda cominciano a formarsi gocce fuse, quando le gocce raggiungono il 5% 20% del materiale di origine, cominciano a muoversi verso l’alto perché hanno una densità minore di ciò che le circonda. Un po’ come avviene nelle Lava lamp, quelle lampade degli anni ’70 oggi tornate di moda, che contengono due fluidi di densità diversa: quando vengono scaldati da una lampadina uno dei due diventa meno denso e sale verso l’alto.
La roccia, fondendo, diventa magma (dal greco μάγμα “impasto”) una miscela di silicati fusi (la maggior parte delle rocce sono composte da silicio e ossigeno), frammenti di roccia solida, cristalli e gas disciolti. Quando il magma arriva vicino alla superficie, sfruttando nella sua risalita le fessure e le spaccature delle rocce che attraversa, può accumularsi formando una camera magmatica (di solito a una profondità tra i 2 e i 10 chilometri).
I vulcani si formano quando il magma trova una via verso l’esterno, il magma che fuoriesce dai vulcani perdendo gran parte della componente gassosa, prende il nome di lava (forse dal latino labi, scivolare).
Sulla Terra ci sono circa un migliaio di vulcani attivi, ai quali vanno aggiunti i cinquemila edifici vulcanici sottomarini già scoperti, oltre alle dorsali oceaniche che, emettendo costantemente magma basaltico, formano la crosta oceanica.
Gli apparati vulcanici possono essere molto diversi gli uni dagli altri e la loro forma dipende dai meccanismi eruttivi e dal tipo di materiale emesso. I differenti tipi di attività e, dell’apparato vulcanico che ne deriva, sono strettamente collegati alla composizione del magma. Abbiamo visto che il magma è una sorta di minestrone di silicati fusi, rocce, cristalli e gas, proprio i gas, combinati con la viscosità del fluido, hanno un ruolo fondamentale nei processi eruttivi.
La viscosità è la resistenza allo scorrimento delle particelle all’interno di un fluido e questa proprietà nel magma varia a seconda della composizione chimica, in particolare della quantità di silice presente nel fuso. La silice, SiO2, è una molecola che ha forma di tetraedro (quella dei primi contenitori di latte in tetra pak per chi se li ricorda); le molecole di silice che tendono a unirsi formano catene, anelli e agglomerati secondo un processo di polimerizzazione. Più silice c’è in un magma, più facilmente le molecole si legano tra loro, facendo “addensare” il fuso e rendendolo più viscoso.
È questo il caso dei cosiddetti magmi acidi. Al contrario, i magmi basici, sono quelli in cui c’è poca silice e i tetraedri nuotano solitari nel fuso magmatico, che rimane così più liquido. Per avere un’idea, le lave basaltiche hanno una densità fino a diecimila volte minore di una lava riolitica, quella proveniente da un magma acido.
Il magma liquido (basico), una volta arrivato in superficie, tende a degassare, a perdere la componente gassosa, con facilità, senza opporre resistenza. La lava fluisce, trasborda da condotti e spaccature della crosta come marmellata calda. Quando si raffredda forma quella famiglia di rocce effusive chiamate basalti.
I gas intrappolati in un magma acido e denso, invece, lottano per arrivare in superficie e quando l’equilibrio tra gas e massa si rompe, lo fa in maniera esplosiva. Col botto.
Questi magmi sono così densi che non sempre riescono ad arrivare alla superficie, a volte si raffreddano lentamente all’interno della crosta formando così le rocce intrusive, come quegli ammassi di granito chiamati duomi, o domi.
Riassumendo, più il magma originario è acido, ricco in silice, più le attività eruttive saranno esplosive, al contrario se il magma è basico, con poca silice, le lave risultanti saranno molto liquide e scorreranno con relativa tranquillità dalle bocche vulcaniche.
Questo per semplificare, perché sostando nelle camere magmatiche, i fusi cristallizzano e cominciano a formare minerali secondo sequenze ben studiate, che portano a una differenziazione del magma. La differenziazione magmatica, insieme al fatto che nella loro lenta risalita verso la superficie i magmi a volte si mescolano, complica non poco la questione, ma ci assicura la meravigliosa varietà di minerali e rocce di cui è composto il pianeta.
Per concludere questa passeggiata tra i vulcani e le loro manifestazioni, come abbiamo detto, è abbastanza logico immaginare che una differente attività produca diverse forme di apparati vulcanici. Le lave fluide formano i cosiddetti vulcani a scudo (sembrano un gigantesco scudo posato sul terreno) e i plateaux basaltici, il susseguirsi di eruzioni esplosive derivanti dai magmi acidi, costruiscono gli strato-vulcani, che hanno la forma a cono che tutti immaginiamo quando pensiamo a un vulcano, un po’ come il Vesuvio. Poi ci sono i vulcani fissurali o lineari, vere e proprie lunghe fratture, come alcuni dei vulcani in Islanda e quelli sottomarini delle dorsali oceaniche. Infine è curioso notare che i differenti tipi di eruzione abbiano preso il nome dei luoghi in cui avvenivano principalmente, per cui in ordine di esplosività crescente abbiamo: hawaiana, islandese, stromboliana, vulcaniana, peleana. Fa eccezione l’ultimo tipo, la più esplosiva e tremenda di tutte, la pliniana, chiamata così in onore di Plino il Vecchio, che proprio in quell’ottobre del 79 d.C. perse la vita a Stabia soffocato dai gas vulcanici.
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Articolo di Sabina di Franco
Geologa, lavora nell’Istituto di Scienze Polari del CNR, dove si occupa di organizzazione della conoscenza, strumenti per la terminologia ambientale e supporto alla ricerca in Antartide. Da giovane voleva fare la cartografa e disegnare il mondo, poi è andata in un altro modo. Per passione fa parte del Circolo di cultura e scrittura autobiografica “Clara Sereni”, a Garbatella.
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