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livello elementare
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ARGOMENTO: VULCANOLOGIA
PERIODO: XXI SECOLO
AREA: DIDATTICA
parole chiave: magma, lava
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Cosa è il magma e come si forma?
Il magma è una miscela di roccia fusa, ad altissima temperatura (fino a 1600 °C), composta da proporzioni variabili di fasi minerali (principalmente silicati), cristalli e gas. Il magma si forma in profondità per fusione di rocce della crosta o del mantello terrestre. Può risalire fino alla superficie, causando un’eruzione vulcanica, o solidificarsi in profondità, formando rocce intrusive come i graniti.
Nel magma possono essere presenti tutte e tre le fasi della materia: c’è una fase liquida (detta anche fuso) al cui interno possiamo trovare cristalli (allo stato solido) e bolle di gas. Il gas più abbondante nei magmi è il vapore acqueo, ma sono presenti anche l’anidride carbonica e altri gas (acido cloridrico, anidride solforosa) in quantità minori. Questi gas possono essere disciolti nel magma o, in prossimità della superficie, possono formare bolle di dimensioni variabili. Il fuso magmatico (e la roccia che deriva dal suo raffreddamento) può avere diverse composizioni che si distinguono per il contenuto in silice (ossido di Si, o SiO2) e che determinano molte sue caratteristiche fisiche: i magmi più ricchi in silice (rioliti) sono molto viscosi e meno caldi, mentre i magmi basaltici, poveri in silice, sono caldissimi e molto fluidi. Sono molto comuni i magmi con un contenuto di silice intermedio (andesiti). Raramente si trovano magmi a composizione carbonatica, particolarmente fluidi.
eruzione vulcanica a Kilauea, Hawaii, 2003 “Kohola breakouts and Highcastle ocean entry” – Autore e Fonte Hawaii Volcano Observatory (DAS)
http://hvo.wr.usgs.gov/kilauea/update/archive/2003/May/main.html Pahoehoe toe.jpg – Wikimedia Commons
Oltre che dalla quantità di silice, la composizione dei magmi è determinata dalla presenza di otto elementi principali, detti maggiori: alluminio, ferro, magnesio, calcio, potassio, sodio, titanio e idrogeno. La composizione di magmi e rocce è convenzionalmente descritta dalle percentuali in peso degli ossidi che questi elementi formano legandosi all’ossigeno. Altri elementi (minori e in tracce) completano la caratterizzazione di ogni singolo campione.
Il magma si forma quando le rocce del mantello o della crosta terrestre si vengono a trovare in condizioni tali da consentirne la fusione. Questa fusione non è mai completa perché le rocce sono solitamente composte da più minerali, ciascuno caratterizzato da una temperatura di fusione differente. Quando una roccia inizia a sciogliersi, lo fa a partire dalle fasi minerali con temperatura di fusione più bassa. Il magma che si forma non è quindi l’equivalente fuso della roccia di partenza, ma un suo “estratto” che può ulteriormente differenziarsi nel suo cammino. Il magma è solitamente più leggero della roccia da cui si forma e per questo tende a risalire verso la superficie.
Il Parco Nazionale dei Vulcani delle Hawaii mostra i risultati di 70 milioni di anni di vulcanismo – Fonte http://www.nps.gov/storage/images/havo/Webpages/originals/363.jpg – Autore Archivi immagini digitali del National Park Service (NPS)Hawai’i Volcanoes National Park HAVO3171.jpg – Wikimedia Commons
Che temperatura può raggiungere il magma?
La temperatura del magma non si misura direttamente, ma può essere ricostruita in laboratorio. Qui, campioni rappresentativi delle diverse rocce vulcaniche vengono riportati alle condizioni di pressione e temperatura tipiche dell’ambiente magmatico e si può osservare a quale temperatura il campione fonde. Grazie a queste analisi sappiamo che le temperature dei magmi variano, a seconda della loro composizione, fra i 650°C (per i magmi riolitici, ricchi in silice) e i 1600°C (per alcuni magmi rari, detti komatiti, particolarmente ricchi in magnesio e poveri in silice).
Qual è la temperatura della lava?
La temperatura della lava al momento dell’eruzione varia a seconda della composizione. Misure dirette indicano che può variare fra i 500 e i 1200°C.
La temperatura della lava dipende dalla sua composizione chimica. Le lave riolitiche, più ricche in silice, tendono ad avere temperature dell’ordine dei 700°C, mentre le lave basaltiche possono raggiungere anche temperature di 1200°C.
Un caso particolare è quello delle lave carbonatiche, emesse dal vulcano Ol Doinyo Lengai, in Tanzania. Queste lave estremamente fluide eruttano a temperature fra i 500 e i 600°C.
Che velocità può raggiungere una colata lavica?
Vicino alla bocca eruttiva, una colata di lava può muoversi anche a diversi chilometri all’ora; tuttavia al contatto con l’ambiente esterno, la lava si raffredda rapidamente in superficie formando una crosta che rallenta l’avanzamento della colata. Così già a pochi chilometri dalla bocca eruttiva, la colata lavica si muove ad una velocità di poche decine di metri all’ora. La velocità di una colata dipende da diversi fattori fra cui il tasso di alimentazione, cioè la velocità alla quale la lava viene eruttata, la composizione della lava e la sua temperatura (dalle quali dipende la viscosità della lava e quindi la sua capacità di scorrere) e non ultima la pendenza del terreno su cui la lava scorre.
INGV
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Riferimento
Alla scoperta dei vulcani – INGVvulcani
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