Dal massiccio dei vulcani di scudo delle Hawaii agli esplosivi stratovolcano dell'anello del Pacifico del Fuoco, l'attività vulcanica costruisce, distrugge e rimodella i paesaggi su scala locale e globale. Capire i processi dietro il vulcanismo e le forme di terra che crea fornisce una visione critica dell'evoluzione geologica del pianeta, del suo contesto vulcanico si sviluppa, e degli ecosistemi spesso.

I Fondamenti del Volcanesimo

Il vulcanismo si riferisce al movimento della roccia fusa, noto come magma, dall'interno della Terra alla sua superficie. Magma ha origine nel mantello o nella crosta inferiore, tipicamente a profondità di 50 a 200 chilometri, e si alza perché è meno densa della roccia solida circostante. Quando il magma raggiunge la superficie, si chiama lava, e l'eruzione di lava, gas e materiali piroclastici costruisce una vasta gamma di terreni.

Lo stile del volcanismo è controllato principalmente dalla composizione magma, dal contenuto di gas e dall'impostazione tettonica. Il magnesio che è basso in silice (basaltic) tende ad essere fluido e permette al gas di sfuggire facilmente, producendo eruzioni effusive delicate.

Volcanesimo esplosivo

Il volcanesimo esplosivo è caratterizzato da una violenta frammentazione del magma e da una rapida espulsione di ceneri, lapilli e blocchi. Queste eruzioni sono tipiche dei vulcani della zona di sottoduzione, dove l'acqua dalla crosta oceanica subdotta abbassa il punto di rottura della roccia mantole, producendo eesiticità a magmi reolitici. L'alta viscosità di questi magmi impedisce facilmente la resistenza del gas di escapingere;

Le caratteristiche formate dal vulcanismo esplosivo includono:

  • Stratovolcanoes (coni compositi) — montagne a strapiombo, coniche costruite con strati alternanti di flussi lavici e materiale piroclastico.
  • Calderas[ — grandi depressioni a forma di bacino che si formano quando la vetta di un vulcano collassa nella camera di magma svuotata dopo una massiccia eruzione.
  • Depositi di Tephra[[] — coperte di cenere vulcanica, lapilli e bombe che coprono vaste aree a vento di eruzioni.
  • Flussi e sovratensioni piroclastici[] — correnti di movimento rapido di gas caldo e detriti vulcanici che possono viaggiare centinaia di chilometri all'ora, devastando tutto nel loro percorso.

Volcanesimo effusiva

Il volcanismo effusivo comporta la relativamente delicata estrazione di lava a bassa viscosità. Questo stile è tipico dei vulcani dello scudo e delle province di basalto inondazione, dove il magma basaltico sale attraverso le fessure o le prese centrali. I flussi di lava viaggiano a lunghe distanze prima di solidificarsi, costruendo forme di terra ampie e delicatamente slopanti.

Le caratteristiche principali formate dal volcanesimo effustivo includono:

  • I vulcani di scintilla[[ — le montagne larghe e a forma di cupola con pendii dolci, costruite quasi interamente di flussi di lava fluidi (ad esempio, Mauna Loa, Hawaii).
  • Lava domes[ — cumuli di lava viscosa che si accumulano sopra una bocca, spesso associati a magmi silicici che estrudono lentamente.
  • Altipiani di Lava[[] — accumuli estensivi e piattanti di basaltolante di inondazione che coprono migliaia di chilometri quadrati (ad esempio, il Gruppo Basalt del fiume Columbia).
  • Tubi lava[[] — tunnel formati quando la superficie di un flusso di lava raffredda e solidifica mentre l'interno continua a scorrere, lasciando passaggi vuoti dopo la fine dell'eruzione.

Principali forme di terra vulcanica

Le forme terrestri vulcaniche abbracciano una vasta gamma di formati e forme, dai piccoli coni di cinder alle vaste province dell'altopiano, influenzate dallo stile di eruzione, dalla composizione magma e dalla durata dell'attività.

Coni vulcanici

I coni vulcanici sono accumulazioni di materiale erutto intorno ad una bocca centrale, che variano in composizione e morfologia:

  • Coni di cinder[[] — coni piccoli e ripidi formati da tephra espulso (cinder e cenere), che si verificano in genere come coni parassitari su vulcani più grandi o in campi vulcanici monogenetici.
  • Coni compositi (stratovolcanoes)[ — grandi coni simmetrici costruiti con flussi lavici alternati e strati piroclastici; essi sono il tipo più comune di vulcano ai confini della placca convergente. Esempi: Monte Fuji, Monte Rainier, Monte Mayon.
  • I vulcani di scintillante[[] – come descritto sopra, sono coni ampi e a basso angolo costruiti principalmente dai flussi di basalti effusivi. Le isole Hawaii sono l'esempio classico, con Mauna Loa e Kilauea che sono tra i più attivi.

Calders

Le calderas sono grandi depressioni vulcaniche, tipicamente diversi chilometri di diametro, formate dal crollo di un tetto di camera magma dopo una grande eruzione.

  • Calde esplosive[[] – derivante da eruzioni catastrofiche e ad alto volume che espellevano decine a migliaia di chilometri cubi di materiale. Esempi: Yellowstone Caldera (Wyoming), Long Valley Caldera (California), e Campi Flegrei caldera nei pressi di Napoli.
  • Caldara risorgiva[[] — caldera che sperimentano un rinnovato sollevamento del pavimento caldera a causa dell'intrusione di magma dopo il crollo.
  • Caldara del collo sui vulcani dello scudo[[] — caldere più piccole formate dal crollo della vetta in una camera di magma superficiale, come la Caldera di Kilauea.

Calderas spesso si riempie di acqua, formando laghi iconici come il lago di cratere in Oregon, che occupa la caldera del Monte Mazama.

Plataggi lavati e basalti inondati

Gli altipiani lavici sono formati dall'accumulo di vasti volumi di lava a bassa viscosità eruttati da fessure su vaste aree. Queste province di basaltolante inondazione rappresentano alcuni dei più grandi eventi vulcanici della storia della Terra. Il Gruppo Basalt del fiume Columbia nel Nord-Ovest del Pacifico copre oltre 210.000 chilometri quadrati, con flussi individuali che si estendono oltre 100 chilometri.

Altre forme di terra vulcanica notevoli

Oltre alle categorie principali, il volcanismo crea una varietà di caratteristiche più piccole ma geologicamente significative:

  • Maars[ — crateri bassi e larghi formati da interazione esplosiva del magma con acqua sotterranea (eruzioni di tipo freatomagmatico), spesso contengono o sono circondati da bassi anelli di tephra, detti anelli di tufo.
  • I diatremi e i colli vulcanici[[] – i diatremi sono strutture a forma di tubo formate da eruzioni esplosive (ad esempio, tubi kimberlite per diamanti); i colli vulcanici sono condotti resistenti all'erosione che rimangono dopo che il cono circostante ha portato via.
  • Flussi di lava e campi lavici[[ — fogli estensi o canali di lava solidificata che possono creare texture uniche come pahoehoe (smooth, ropy) e aa (ruota, blocky).
  • Sforzi di fissaggio[ — crepe lineari attraverso le quali eruzioni di lava, spesso producendo tende di fuoco e costruendo file di piccoli coni e spatter bastioni.

Volcanismo e Tettonici del piatto

La distribuzione del volcanismo sulla Terra non è casuale; è intimamente legata ai processi tettonici a piastre. Capire l'impostazione tettonica aiuta a spiegare perché certe forme terrestri si sviluppano in regioni specifiche.

Divergent confini[ – a creste medio-ocee, lo stress tensione provoca il rigonfiamento e la decompressione si scioglie, producendo magma basaltico che erutta lungo le fessure. Questo processo forma nuova crosta oceanica e costruisce lunghe creste vulcaniche, lava dei cuscini e, in alcuni casi, isole vulcaniche (es.

Convergenti confini (zone di sottoduzione) – a questi confini, la litosfera oceanica affonda nel manto, rilasciando acqua che innesca la fusione della cuneo del mantello. Il magma risultante è andesitico a reolitico, portando a esplosivo stratovolcanoes e penetrazioni plutoniche di Mount Mebo.

Hotspots[[] — le prugne mantole che si alzano da profondità all'interno della Terra generano il volcanismo indipendente dai confini della placca. Come piastre tettoniche si muovono su un hotspot stazionario, le catene dei vulcani formano, con i più antichi vulcani che si estingueno ed erosi mentre quelli nuovi si formano sopra la penna.

Ogni impostazione tettonica produce forme terrestri caratteristiche: vulcani scudi e altipiani di basaltoforni a punti caldi e confini divergenti; stratovolcanoes e caldera a zone di subduzione.

Impatto ecologico e ambientale del vulcanismo

Le eruzioni vulcaniche sono potenti agenti di distruzione e rinnovamento, gli effetti immediati sugli ecosistemi possono essere gravi, ma nel corso di tempi più lunghi, i paesaggi vulcanici supportano habitat produttivi e biodiversi unici.

Effetti distruttivi immediati

Durante un'eruzione, i flussi piroclastici, la lava, la caduta delle ceneri e i gas vulcanici possono annientare interi boschi, uccidere la fauna selvatica e distruggere gli insediamenti umani. L'eruzione del Monte Pinatubo del 1991 ha depositato ceneri pesanti su centinaia di chilometri, collassando tetti e uccidendo la vegetazione.

Fertilità di rigenerazione e del suolo a lungo termine

Le ceneri vulcaniche e la lava in condizioni atmosferiche producono terreni eccezionalmente fertili. I minerali in materiale vulcanico, come potassio, fosforo e oligoelementi, si disgregano nel tempo per nutrire la crescita delle piante. Ecco perché molte regioni agricole prosperano in aree vulcaniche – gli esplosivi includono le pendici del Monte Etna in Sicilia, le piantagioni di caffè delle alte terre vulcaniche del Monte Rica, e le risaie di riso di Java.

I paesaggi vulcanici supportano anche ecosistemi unici adattati alle condizioni estreme, ad esempio le aree geotermiche del Parco Nazionale di Yellowstone ospitano microrganismi termofili che prosperano in acque calde e acide.

Effetti climatici di grandi eruzioni

Le eruzioni esplosive principali possono iniettare enormi quantità di anidride solforosa e cenere nella stratosfera. Il SO2 si converte in aerosol solfati, che riflettono la luce solare indietro nello spazio e causano un raffreddamento temporaneo della superficie terrestre. L'eruzione Pinatubo del 1991 ha ridotto le temperature globali di circa 0,5 °C per due anni.

I vulcani influenzano anche i modelli climatici e meteorologici locali, gli aerosol vulcanici possono alterare i regimi di precipitazioni, e il calore dei flussi di lava può generare temporali locali.

Studi di casi nello sviluppo della forma di terra vulcanica

L'esame di vulcani specifici fornisce una comprensione più approfondita dei processi sopra descritti. I seguenti studi di casi evidenziano diversi stili di eruzione e l'evoluzione della forma di terra.

Mount St. Helens, Stati Uniti

Il Monte St. Helens, uno stratovolcano della catena Cascade, è conosciuto soprattutto per la sua eruzione catastrofica il 18 maggio 1980. L'eruzione è stata innescata da un terremoto di magnitudo 5.1 che ha causato il crollo del fianco del vulcano, producendo la più grande frana nella storia registrata.

Kilauea, Hawaii

Kilauea è uno dei vulcani più attivi della Terra e un classico esempio di vulcanismo effustivo. Situato sulla Grande Isola delle Hawaii, è un vulcano di scudo costruito da migliaia di flussi di lava basalitici. Dal 1983 al 2018, la Pu'u Ō'ō eruzione di Kilau ha distrutto le sue case più basse.

Le trappole Deccan, India

Il deploato di detriti è uno dei più grandi disordini di basalto della Terra, che copre una superficie di 500.000 chilometri quadrati nell'India centro-occidentale. Le eruzioni sono durate per meno di un milione di anni e hanno prodotto più strati di flussi di lava che raggiungono gli spessori di oltre due chilometri in luoghi.

Esempi di rilievo aggiuntivi

Altri studi di casi che valgono la diversità includono l'eruzione del Vesuvio (79 d.C.), che ha sepolto le città romane di Pompei e Ercolano sotto le ondate di cenere e piroclastiche, conservando prove archeologiche uniche; l'eruzione del 2010 di Eyjafjallajökull in Islanda, che ha interrotto i viaggi aerei in tutta Europa e ha evidenziato gli impatti sociali delle nuvole di cenere; e l'eruzione continua di forma di terra di Kīlaue.

Conclusioni

Il vulcanismo è un processo geologico fondamentale che svolge un ruolo centrale nello sviluppo della forma terrestre attraverso la Terra. Dai vulcani di scudo di grandi punti caldi ai stratovolcanoes esplosivi delle zone di sottoduzione, i prodotti dell'attività vulcanica costruiscono montagne, creano altipiani, formano caldera e generano nuove superfici terrestri. L'interazione tra composizione magma, impostazione tettonica e stile di eruzione determina le forme terriche specifiche che emergono.