Stratovulcano -Stratovolcano

Mount Rainier , uno stratovulcano di 4.392 m (14.411 piedi), il punto più alto nello stato americano di Washington
Struttura interna esposta di strati alternati di lava e roccia piroclastica nello stratovulcano eroso Broken Top in Oregon

Uno stratovulcano , noto anche come vulcano composito , è un vulcano conico costituito da molti strati (strati) di lava indurita e tefra . A differenza dei vulcani a scudo , gli stratovulcano sono caratterizzati da un profilo ripido con un cratere sommitale e intervalli periodici di eruzioni esplosive ed eruzioni effusive , anche se alcuni hanno crateri sommitali collassati chiamati caldere . La lava che scorre dagli stratovulcani in genere si raffredda e si indurisce prima di diffondersi lontano, a causa dell'elevata viscosità. Il magma che forma questa lava è spesso felsico , con livelli di silice da alti a intermedi (come in riolite , dacite o andesite ), con quantità minori di magma mafico meno viscoso . Estesi flussi di lava felsica sono rari, ma hanno viaggiato fino a 15 km (9 mi).

Gli stratovulcano sono talvolta chiamati vulcani compositi a causa della loro struttura stratificata composita, costituita da effusioni sequenziali di materiali eruttati. Sono tra i tipi più comuni di vulcani, in contrasto con i meno comuni vulcani a scudo. Due famosi esempi di stratovulcano sono il Krakatoa in Indonesia , noto per la sua catastrofica eruzione nel 1883 , e il Vesuvio in Italia , la cui catastrofica eruzione nel 79 dC seppellì le città romane di Pompei ed Ercolano . Entrambe le eruzioni hanno causato migliaia di vittime. Nei tempi moderni, il Monte Sant'Elena nello Stato di Washington , USA e il Monte Pinatubo nelle Filippine hanno eruttato in modo catastrofico, ma con meno morti.

L'esistenza di stratovulcani su altri corpi del Sistema Solare non è stata dimostrata in modo definitivo. Una possibile eccezione è l'esistenza di alcuni massicci isolati su Marte, ad esempio la Zephyria Tholus.

Creazione

Sezione trasversale della zona di subduzione e degli stratovulcani associati

Gli stratovulcani sono comuni nelle zone di subduzione , formando catene e ammassi lungo i confini tettonici delle placche dove la crosta oceanica è disegnata sotto la crosta continentale (vulcanismo dell'arco continentale, ad esempio Cascade Range , Ande , Campania ) o un'altra placca oceanica ( vulcanismo dell'arco insulare , ad esempio Giappone , Filippine , Isole Aleutine ). Il magma che forma gli stratovulcani si solleva quando l'acqua intrappolata sia nei minerali idrati che nella roccia basaltica porosa della crosta oceanica superiore viene rilasciata nella roccia del mantello dell'astenosfera sopra la lastra oceanica che affonda. Il rilascio di acqua dai minerali idrati è chiamato "disidratazione" e avviene a pressioni e temperature specifiche per ciascun minerale, man mano che la piastra scende a profondità maggiori. L'acqua liberata dalla roccia abbassa il punto di fusione della roccia del mantello sovrastante, che poi subisce uno scioglimento parziale, si alza (a causa della sua densità più leggera rispetto alla roccia del mantello circostante) e si accumula temporaneamente alla base della litosfera . Il magma quindi sale attraverso la crosta , incorporando roccia crostale ricca di silice, portando a una composizione intermedia finale . Quando il magma si avvicina alla superficie superiore, si accumula in una camera magmatica all'interno della crosta sotto lo stratovulcano.

I processi che innescano l'eruzione finale rimangono una questione per ulteriori ricerche. I possibili meccanismi includono:

  • Differenziazione del magma, in cui il magma e le sostanze volatili più leggere e ricche di silice come acqua, alogeni e anidride solforosa si accumulano nella parte superiore della camera magmatica. Questo può aumentare notevolmente le pressioni.
  • Cristallizzazione frazionata del magma. Quando i minerali anidri come il feldspato cristallizzano fuori dal magma, questo concentra i volatili nel liquido rimanente, che può portare a una seconda ebollizione che provoca la separazione di una fase gassosa (anidride carbonica o acqua) dal magma liquido e aumenta le pressioni della camera magmatica.
  • Iniezione di magma fresco nella camera magmatica, che mescola e riscalda il magma più freddo già presente. Ciò potrebbe forzare i volatili fuori dalla soluzione e abbassare la densità del magma più freddo, entrambi i quali aumentano la pressione. Esistono prove considerevoli della miscelazione del magma appena prima di molte eruzioni, inclusi cristalli di olivina ricchi di magnesio nella lava silicica appena eruttata che non mostrano alcun bordo di reazione. Ciò è possibile solo se la lava è esplosa immediatamente dopo la miscelazione poiché l'olivina reagisce rapidamente con il magma silicico per formare un bordo di pirosseno.

Questi fattori scatenanti interni possono essere modificati da fattori scatenanti esterni come collassi di settore , terremoti o interazioni con le acque sotterranee . Alcuni di questi trigger funzionano solo in condizioni limitate. Ad esempio, il crollo del settore (dove una parte del fianco di un vulcano crolla in una massiccia frana) può innescare l'eruzione solo di una camera magmatica molto superficiale. Anche la differenziazione del magma e l'espansione termica sono inefficaci come inneschi per le eruzioni dalle camere magmatiche profonde.

Qualunque sia il meccanismo preciso, la pressione nella camera magmatica aumenta fino a un punto critico in cui il tetto della camera magmatica si frattura e al contenuto della camera magmatica viene fornito un percorso verso la superficie attraverso il quale eruttare.

Pericoli

Monte Etna sull'isola di Sicilia , nel sud Italia
Il monte Fuji a Honshu (in alto) e il monte Unzen a Kyushu (in basso), due degli stratovulcani del Giappone .

Nella storia documentata , le eruzioni esplosive nei vulcani della zona di subduzione (confine convergente) hanno rappresentato il pericolo maggiore per le civiltà. Gli stratovulcani della zona di subduzione, come il Monte Sant'Elena , l'Etna e il Monte Pinatubo , tipicamente eruttano con forza esplosiva: il magma è troppo rigido per consentire una facile fuoriuscita dei gas vulcanici. Di conseguenza, le tremende pressioni interne dei gas vulcanici intrappolati rimangono e si mescolano nel magma pastoso. In seguito alla rottura della bocca e all'apertura del cratere, il magma degassifica in modo esplosivo. Il magma e i gas esplodono ad alta velocità ea piena forza.

Dal 1600 d.C. , quasi 300.000 persone sono state uccise da eruzioni vulcaniche. La maggior parte dei decessi è stata causata da flussi piroclastici e lahar , pericoli mortali che spesso accompagnano eruzioni esplosive di stratovulcani della zona di subduzione. I flussi piroclastici sono miscele incandescenti, simili a valanghe, che spazzano il terreno, di detriti vulcanici caldi, cenere fine, lava frammentata e gas surriscaldati che possono viaggiare a velocità superiori a 160 km/h (100 mph). Circa 30.000 persone furono uccise dai flussi piroclastici durante l'eruzione del 1902 del Monte Pelée sull'isola di Martinica nei Caraibi. Nei mesi di marzo e aprile del 1982, tre eruzioni esplosive di El Chichón nello Stato del Chiapas , nel sud-est del Messico, provocarono il peggior disastro vulcanico nella storia di quel paese. I villaggi entro 8 km (5 miglia) dal vulcano furono distrutti da flussi piroclastici, uccidendo più di 2.000 persone.

I due vulcani decennali eruttati nel 1991 forniscono esempi di pericoli da stratovulcano. Il 15 giugno, il Monte Pinatubo ha vomitato una nuvola di cenere a 40 km (25 miglia) nell'aria e ha prodotto enormi ondate piroclastiche e inondazioni di lahar che hanno devastato una vasta area intorno al vulcano. Pinatubo, situato nel centro di Luzon a soli 90 km (56 miglia) a ovest-nord-ovest di Manila , era rimasto inattivo per sei secoli prima dell'eruzione del 1991, che si classifica come una delle più grandi eruzioni del 20° secolo. Sempre nel 1991, il vulcano giapponese Unzen , situato sull'isola di Kyushu a circa 40 km (25 miglia) a est di Nagasaki, si è risvegliato dal suo sonno di 200 anni per produrre una nuova cupola di lava sulla sua sommità. A partire da giugno, il crollo ripetuto di questa cupola in eruzione ha generato flussi di cenere che hanno spazzato i pendii della montagna a velocità fino a 200 km/h (120 mph). Unzen è uno degli oltre 75 vulcani attivi in ​​Giappone; un'eruzione nel 1792 uccise più di 15.000 persone, il peggior disastro vulcanico nella storia della nazione.

L' eruzione del Vesuvio nel 79 soffocò completamente le vicine antiche città di Pompei ed Ercolano con spessi depositi di ondate piroclastiche e colate laviche . Sebbene il bilancio delle vittime sia stato stimato tra 13.000 e 26.000 persone, il numero esatto non è ancora chiaro. Il Vesuvio è riconosciuto come uno dei vulcani più pericolosi del mondo, per la sua capacità di potenti eruzioni esplosive unita all'elevata densità di popolazione dell'area metropolitana di Napoli circostante (per un totale di circa 3,6 milioni di abitanti).

Cenere

La coltre simile alla neve dei depositi di cenere del Monte Pinatubo in un parcheggio della base aerea di Clark (15 giugno 1991)

Oltre a influenzare potenzialmente il clima, le nubi vulcaniche dovute a eruzioni esplosive rappresentano un serio pericolo per l'aviazione. Ad esempio, durante l'eruzione del Galunggung a Giava del 1982 , il volo 9 della British Airways è volato nella nuvola di cenere, provocando un temporaneo guasto al motore e danni strutturali. Negli ultimi due decenni, più di 60 aeroplani, per lo più aerei di linea commerciali, sono stati danneggiati da incontri in volo con la cenere vulcanica. Alcuni di questi incontri hanno provocato la perdita di potenza in tutti i motori, rendendo necessari atterraggi di emergenza. Fortunatamente, fino ad oggi non si sono verificati incidenti a causa di aerei a reazione che sono volati contro la cenere vulcanica. Le cadute di cenere sono una minaccia per la salute se inalate e la cenere è anche una minaccia per la proprietà con un accumulo sufficiente. Un accumulo di 30 cm (12 pollici) è sufficiente per far crollare la maggior parte degli edifici. Dense nubi di cenere vulcanica calda possono essere espulse a causa del crollo di una colonna eruttiva , o lateralmente a causa del crollo parziale di un edificio vulcanico o di una cupola lavica durante eruzioni esplosive. Queste nubi possono generare devastanti flussi o ondate piroclastiche, che possono spazzare via ogni cosa sul loro cammino.

Lava

Vulcano Mayon che espelle flussi di lava durante la sua eruzione il 29 dicembre 2009

I flussi di lava degli stratovulcani non rappresentano generalmente una minaccia significativa per gli esseri umani o gli animali perché la lava altamente viscosa si muove abbastanza lentamente da consentire a tutti di fuggire dal percorso del flusso. I flussi di lava sono più una minaccia per la proprietà. Tuttavia, non tutti gli stratovulcano eruttano lava viscosa e appiccicosa. Nyiragongo è molto pericoloso perché il suo magma ha un contenuto di silice insolitamente basso, che lo rende abbastanza fluido. Le lave fluide sono tipicamente associate alla formazione di ampi vulcani a scudo come quelli delle Hawaii, ma Nyiragongo ha pendii molto ripidi lungo i quali la lava può scorrere fino a 100 km / h (60 mph). I flussi di lava potrebbero sciogliere il ghiaccio e i ghiacciai che si sono accumulati sul cratere del vulcano e sulle pendici superiori, generando massicci flussi di lahar . Raramente, la lava generalmente fluida potrebbe anche generare massicce fontane di lava, mentre la lava di viscosità più spessa può solidificarsi all'interno della bocca, creando un blocco che può provocare eruzioni altamente esplosive.

Bombe vulcaniche

Le bombe vulcaniche sono rocce ignee estrusive che vanno dalle dimensioni di libri a piccole automobili, che vengono espulse in modo esplosivo dagli stratovulcani durante le loro fasi eruttive climatiche. Queste "bombe" possono viaggiare a oltre 20 km (12 miglia) dal vulcano e presentare un rischio per gli edifici e gli esseri viventi mentre sparano a velocità molto elevate (centinaia di chilometri / miglia all'ora) nell'aria. La maggior parte delle bombe non esplode all'impatto, ma trasporta una forza sufficiente per avere effetti distruttivi come se esplodessero.

Lahar

I lahar (da un termine giavanese per colate di fango vulcanico) sono miscele di detriti vulcanici e acqua. I lahar di solito provengono da due fonti: pioggia o scioglimento di neve e ghiaccio da parte di elementi vulcanici caldi, come la lava. A seconda della proporzione e della temperatura dell'acqua rispetto al materiale vulcanico, i lahar possono variare da flussi spessi e appiccicosi che hanno la consistenza del cemento bagnato a inondazioni che scorrono veloci e brodose. Mentre i lahar inondano i ripidi fianchi degli stratovulcani, hanno la forza e la velocità per appiattire o annegare tutto ciò che incontrano. Nuvole di cenere calda, flussi di lava e ondate piroclastiche espulse durante l'eruzione del 1985 del Nevado del Ruiz in Colombia hanno sciolto la neve e il ghiaccio in cima al vulcano andino alto 5.321 m (17.457 piedi). Il conseguente lahar ha inondato la città di Armero e gli insediamenti vicini, uccidendo 25.000 persone.

Effetti su clima e atmosfera

L'eruzione del Paluweh vista dallo spazio

Come per gli esempi precedenti, mentre le eruzioni di Unzen hanno causato morti e notevoli danni locali nel passato storico, l'impatto dell'eruzione del giugno 1991 del Monte Pinatubo è stato globale. In tutto il mondo sono state registrate temperature leggermente più fresche del solito, con tramonti brillanti e albe intense attribuite al particolato ; questa eruzione sollevò particelle in alto nella stratosfera . Gli aerosol che si sono formati dall'anidride solforosa (SO 2 ), dall'anidride carbonica (CO 2 ) e da altri gas dispersi nel mondo. La massa di SO 2 in questa nube - circa 22 milioni di tonnellate - combinata con l'acqua (sia di origine vulcanica che atmosferica) ha formato goccioline di acido solforico , impedendo a una parte della luce solare di raggiungere la troposfera e il suolo. Si pensa che il raffreddamento in alcune regioni sia stato fino a 0,5 ° C (0,9 ° F). Un'eruzione delle dimensioni del Monte Pinatubo tende a condizionare il tempo per alcuni anni; il materiale iniettato nella stratosfera scende gradualmente nella troposfera , dove viene lavato via dalla pioggia e dalla precipitazione delle nuvole.

Un fenomeno simile, ma straordinariamente più potente, si è verificato nella cataclismica eruzione del Monte Tambora nell'aprile 1815 sull'isola di Sumbawa in Indonesia . L'eruzione del Monte Tambora è riconosciuta come l'eruzione più potente nella storia registrata. La sua nuvola eruttiva ha abbassato le temperature globali fino a 3,5 ° C (6,3 ° F). Nell'anno successivo all'eruzione, la maggior parte dell'emisfero settentrionale ha registrato temperature nettamente più fresche durante l'estate. In alcune parti dell'Europa, dell'Asia, dell'Africa e del Nord America, il 1816 fu conosciuto come " Anno senza estate ", che causò una considerevole crisi agricola e una breve ma amara carestia, che generò una serie di angosce in gran parte dei continenti colpiti. .

Elenco

Guarda anche

  • Cono di cenere  - Ripida collina di frammenti piroclastici attorno a una bocca vulcanica
  • Formazione delle montagne  - Processi geologici che sono alla base della formazione delle montagne
  • Orogenesi  - La formazione delle catene montuose
  • Scudo piroclastico  - Vulcano a scudo formato principalmente da eruzioni piroclastiche e altamente esplosive

Riferimenti