Vulcano

Da non confondere con il vulcano di fango .

Il cratere fumante del Bromo (terreno di mezzo) e il Semeru in eruzione (terreno di mezzo ) a Giava , Indonesia , luglio 2004.

Il vulcano Sarytchev sull'isola di Matoua ha eruttato il 12 giugno 2009.

Un vulcano è una struttura geologica che risulta dall'innalzamento di un magma quindi dall'eruzione di materiali (gas e lava ) risultanti da questo magma, sulla superficie della crosta terrestre o di un'altra stella . Può essere aereo o subacqueo .

Lo Smithsonian Institution elenca 1.432 vulcani attivi nel mondo ^{[ 1 ]} , di cui circa sessanta eruttano ogni anno ^{[ 2 ]} . Ma questo non tiene conto della maggior parte dei vulcani sottomarini non accessibili all'osservazione, che sono più numerosi. Grandi numeri sono stati evidenziati altrove nel sistema solare .

Tra 500 e 600 milioni di persone vivono sotto la minaccia di un'eruzione. Circa il dieci per cento degli esseri umani è minacciato dall'attività vulcanica ^{[ 3 ]} . Per prevenire questo rischio naturale , è necessario comprendere la formazione dei vulcani e il meccanismo delle eruzioni . Questo è il tema della vulcanologia . Possiamo dire vulcanologia .

Il magma proviene dallo scioglimento parziale del mantello ed eccezionalmente dalla crosta terrestre . L'eruzione può manifestarsi, in modo più o meno combinato, per emissioni di lava , per esalazioni o esplosioni di gas , per proiezioni di tefra , per fenomeni idromagmatici, ecc. Il fallout di lava e tefra raffreddato forma rocce eruttive che possono accumularsi e raggiungere migliaia di metri di spessore formando montagne o isole . Secondo la natura dei materiali, il tipo di eruzione, la frequenza di eruzione e l' orogenesi, i vulcani assumono una varietà di forme, la più tipica è quella di una montagna conica coronata da un cratere o caldera . La definizione di cosa sia un vulcano si è evoluta negli ultimi secoli a seconda della conoscenza che ne avevano i geologi e della rappresentazione che se ne potevano dare ^{[ 4 ]} .

I vulcani sono spesso edifici complessi che sono stati costruiti da una successione di eruzioni e che, nello stesso periodo, sono stati parzialmente demoliti da fenomeni di esplosione, erosione o collasso. È quindi comune osservare varie strutture sovrapposte o annidate.

Durante la storia di un vulcano, i tipi di eruzione possono variare, tra due tipi opposti:

• eruzioni effusive , con colate laviche fluide , che in genere sono le meno pericolose;
• eruzioni esplosive , più micidiali.

I database scientifici spesso classificano i vulcani in base alla loro morfologia e/o struttura. La classificazione per tipo di eruzione rimane difficile anche se può comparire in alcuni autori francesi.

Etimologia

Il sostantivo maschile “  vulcano  ” è un prestito dallo spagnolo volcán , sostantivo maschile con lo stesso significato ^{[ 5 ]} , che deriva, tramite l' arabo burkān , dal latino Vulcanus , nome di Vulcano , il dio romano del fuoco, e Vulcano , una delle Isole Eolie , arcipelago vulcanico al largo della Sicilia ^{[ 6 ]} .

Caratteristiche

Strutture e morfologie

Schema strutturale di un tipico vulcano.

Un vulcano è formato da diverse strutture che generalmente si trovano in ognuna di esse:

• una camera magmatica alimentata da magma proveniente dal mantello e che svolge il ruolo di serbatoio e luogo di differenziazione del magma. Quando si svuota a seguito di un'eruzione , il vulcano può collassare e dare origine a una caldera . Le camere magmatiche sono tra i dieci ei cinquanta chilometri di profondità nella litosfera ^{[ 7 ] [fonte insufficiente]}  ;
• un camino vulcanico che è il punto di transito preferito per il magma dalla camera magmatica alla superficie;
• un cratere sommitale o caldera dove emerge il camino vulcanico;
• uno o più camini vulcanici secondari che partono dalla camera magmatica o dal camino vulcanico principale e generalmente affiorano sui fianchi del vulcano, talvolta alla sua base; possono dare origine a piccoli coni secondari;
• crepe laterali che sono fratture longitudinali nel fianco del vulcano causate dal suo rigonfiamento o dal suo sgonfiamento ^{[rif. richiesto]}  ; possono consentire l'emissione di lava sotto forma di eruzione di fessura.

Materiali emessi

Tutti i vulcani attivi emettono gas, ma non sempre materiali solidi (lava, tefra). È il caso di Dallol che emette solo gas caldi.

gas vulcanici

Fumarole la cui nube tradisce la presenza di acqua ei cristalli la presenza di zolfo nei gas vulcanici .

I gas vulcanici sono composti principalmente da ^{[ 8 ]}  :

• contenuto di vapore acqueo dal 50 al 90%;
• anidride carbonica con un contenuto dal 5 al 25%;
• anidride solforosa con un contenuto dal 3 al 25%.

Poi vengono altri elementi volatili come il monossido di carbonio , l'acido cloridrico , il diidrogeno , l'idrogeno solforato , ecc. Il degassamento del magma in profondità può sfociare in superficie in presenza di fumarole attorno alle quali si possono formare cristalli , il più delle volte zolfo .

Queste emissioni provengono da un magma che contiene questi gas disciolti . Il degassamento dei magmi che procede sotto la superficie del suolo è un fenomeno determinante nell'innesco di un'eruzione e nel tipo eruttivo. Il degassamento provoca la risalita del magma lungo il camino vulcanico che può conferire il carattere esplosivo e violento di un'eruzione in presenza di un magma viscoso.

Tefra e lava

Lava ʻaʻā emessa dal Kīlauea nelle Hawaii negli Stati Uniti .

A seconda che provenga dallo scioglimento del mantello o di parte della litosfera , il magma non avrà né la stessa composizione minerale, né lo stesso contenuto di acqua o gas vulcanico , né la stessa temperatura. Inoltre, a seconda del tipo di terreno che attraversa per risalire in superficie e della durata della sua permanenza nella camera magmatica , caricherà o scaricherà minerali, acqua e/o gas e si raffredderà più o meno. Per tutti questi motivi, tefra e lava non sono mai esattamente gli stessi da un vulcano all'altro, o anche a volte da un'eruzione all'altra.ad un altro sullo stesso vulcano, né durante un'eruzione, che di solito vede inizialmente emessa la lava più trasformata e quindi più leggera.

I materiali emessi dai vulcani sono generalmente rocce composte da microliti incorporati nel vetro vulcanico . Nel basalto , i minerali più abbondanti sono la silice , i pirosseni e i feldspati , mentre l' andesite è più ricca di silice e feldspati. Varia anche la struttura della roccia: se i cristalli sono frequentemente piccoli e pochi nei basalti, sono invece generalmente più grandi e numerosi nelle andesiti, segno che il magma è rimasto più a lungo nella camera magmatica ^{[ 9 ]}. Il 95% dei materiali emessi dai vulcani sono basalti o andesiti.

Il materiale più noto emesso dai vulcani è la lava sotto forma di colate . Di tipo basaltico proveniente dallo scioglimento del mantello nel caso di un vulcanismo di hot spot , ridge o rift ^{[ 10 ]} o andesitico proveniente dallo scioglimento della litosfera nel caso di un vulcanismo di subduzione ^{[ 11 ]} , più raramente carbonatico tipo ^{[ 12 ]}, sono formati da lava fluida che scorre lungo i fianchi del vulcano. La temperatura della lava è compresa tra 700 e 1.200  °C ^{[ 13 ]} e le colate possono raggiungere decine di chilometri di lunghezza, una velocità di cinquanta chilometri all'ora e progredire attraverso tunnel di lava . Possono avere un aspetto liscio e satinato, allora chiamato “  pāhoehoe lava  ” o “lava cordonata”, oppure un aspetto ruvido e tagliente, allora chiamato “  ʻaʻā lava  ”. Le colate laviche, a volte spesse diversi metri, possono impiegare decenni per raffreddarsi completamente ^{[ 14 ]}. In alcuni casi eccezionali, la lava fusa può riempire il cratere principale o un cratere secondario e formare un lago di lava . La sopravvivenza dei laghi di lava risulta da un equilibrio tra l'apporto di lava dalla camera magmatica e lo straripamento all'esterno del cratere associato al rimescolamento permanente da parte delle risalite di gas vulcanico al fine di limitare l'indurimento della lava. Questi laghi di lava sorgono solo durante le eruzioni hawaiane , l'elevata fluidità della lava permette la formazione e il mantenimento di questi fenomeni. Kīlauea alle Hawaii e Piton de la Fournaise a Reunionsono due vulcani che hanno laghi di lava durante alcune delle loro eruzioni. L'Erta Ale in Etiopia e il Monte Erebus in Antartide sono tra gli unici vulcani al mondo ad avere un lago di lava quasi permanente. Durante certe eruzioni dell'Erta Ale, il suo lago di lava si svuota o, al contrario, il suo livello sale fino a straripare e formare colate laviche sulle pendici del vulcano ^{[ 15 ]} .

Bomba vulcanica su un letto di tephra ( cenere e scorie ) sulle pendici del Capelinhos nelle Azzorre , Portogallo

Molto spesso, i materiali vulcanici sono composti da tephra  ; si tratta di ceneri vulcaniche , lapilli , scorie , pomici , bombe vulcaniche , massi o basalti, ossidiane , ecc. Si tratta di magma e pezzi di roccia strappati dal vulcano che vengono polverizzati e proiettati a volte fino a decine di chilometri nell'atmosfera . Le più piccole sono le ceneri, a volte girano intorno alla Terra , trasportate dai venti dominanti . Bombe vulcaniche, ejectaquelli più grandi possono avere le dimensioni di una casa e generalmente cadono a ridosso del vulcano. Quando le bombe vulcaniche vengono espulse mentre sono ancora fuse, possono assumere una forma di fuso mentre viaggiano attraverso l'atmosfera, sterco di vacca all'impatto con il suolo o crosta di pane in presenza di acqua ^{[ 16 ]} . I lapilli, che hanno l'aspetto di piccoli sassolini, possono accumularsi in spessi strati e formare così pozzolana . Le pietre pomice, vera schiuma lavica, sono così leggere e contengono così tanta aria da poter galleggiare sull'acqua. Finalmente quando sottili gocce di lava vengono espulse e trasportate dai venti, possono farlo  ".

Origine dei materiali emessi

I materiali emessi provengono da un magma. Il magma è una roccia fusa situata nel sottosuolo e contenente gas disciolti che verranno rilasciati man mano che il liquido avanza ea causa del conseguente calo di pressione. Quando il magma arriva in superficie e perde i suoi gas, si chiama lava.

Il magma ha una consistenza da fluida a viscosa . Si forma per fusione parziale del mantello o più raramente della crosta . L'origine può essere:

• una decompressione come in una dorsale
• un afflusso di acqua come in una zona di subduzione .
• un aumento della temperatura nel caso di un seppellimento di rocce derivante da movimenti tettonici.

Tipicamente, questo magma sale in superficie a causa della sua minore densità e si immagazzina nella litosfera formando una camera magmatica . In questa camera può subire una totale o parziale cristallizzazione e/o degassamento che inizia a trasformarla in lava . Se la pressione e la coesione del terreno che lo ricopre diventano insufficienti a contenerlo, sale lungo un camino vulcanico (dove il calo di pressione dovuto alla risalita produce degassamento che diminuisce ulteriormente la densità dell'emulsione risultante) per essere emesso come lava , cioè totalmente o parzialmente degasata ^{[ 17 ]} .

La presenza di acqua nel magma modifica significativamente, anche completamente, il dinamismo vulcanico e le proprietà reologiche dei magmi. In particolare abbassa di quasi 200  °C la soglia di mescolamento tra magmi saturi di acqua e la sua dissoluzione (formazione di bolle quando risale verso la superficie) porta ad una significativa riduzione delle viscosità. I magmi terrestri possono contenere fino al 10% del loro peso in acqua (principalmente nei loro minerali in forma idrossilica supercritica , di tipo anfibolo ) e nel mantello vi sono, secondo i modelli, l'equivalente da uno a sette oceani terrestri, tanto tanto che i vulcanologi ne parlano sempre piùidrovulcanesimo e idrovulcanologia ^{[ 18 ]} .

Classificazioni dei vulcani

Ci sono diversi modi per classificare i vulcani, ma la loro diversità è così grande che ci sono sempre eccezioni o intermediari tra diverse categorie ^{[ 19 ]} . Le classificazioni più comuni distinguono i tipi di vulcani secondo la morfologia ^{[ 20 ]} , la struttura ^{[ 8 ]} e talvolta il tipo di eruzione  :

Secondo morfologia e struttura

• vulcano a scudo quando il suo diametro è molto maggiore della sua altezza a causa della fluidità della lava che può viaggiare per chilometri prima di fermarsi; Mauna Kea , Erta Ale o Piton de la Fournaise ne sono esempi ^{[ 21 ]}  ;
• stratovulcano quando il suo diametro è più bilanciato rispetto alla sua altezza per la maggiore viscosità della lava; si tratta di vulcani con eruzioni esplosive come il Vesuvio , il Monte Fuji , il Merapi o il Monte Sant'Elena ^{[ 22 ]}  ;
• vulcano fessurato formato da un'apertura lineare nella crosta terrestre o oceanica attraverso la quale fuoriesce lava fluida; i vulcani delle creste appaiono sotto forma di fenditure come il Lakagígar o il Krafla ^{[ 23 ]}  ;
• cupola vulcanica ( Puy de Dôme ) ^{[ 8 ]} , grande cupola vulcanica formata dall'accumulo e dal raffreddamento di lava viscosa;
• caldera ^{[ 20 ]} , vasta depressione dovuta al collasso di rocce al di sopra di una camera magmatica: Campi Flegrei , Santorini ^{[ 8 ]} , caldera di Yellowstone  ;
• cono di scorie ^{[ 24 ]} , accumulo di materiale espulso attorno a un cratere: Puy de Pariou  ;
• cratere di esplosione, depressione dovuta a una o più esplosioni. Non c'è nessun cono: Dallol ^{[ 25 ]} . Quando la depressione è riempita da un lago, si chiama maar  : Gour de Tazenat .

Come ogni classificazione dei fenomeni naturali, molti casi sono intermedi tra i tipi puri: l' Etna assomiglia a uno stratovulcano appoggiato su un vulcano a scudo, Hekla è sia uno stratovulcano che un vulcano a fessura. In Volcanoes of the World , Tom Simkin e Lee Siebert elencano 26 tipi morfologici ^{[ 19 ]} .

Se consideriamo aree più estese comprendenti spesso più vulcani, possiamo distinguere:

• complessi di caldera riolitica , come la Caldera di Yellowstone , che non hanno edificio vulcanico;
• campi vulcanici monogenici , che presentano più edifici come coni di scorie ciascuno costruito contemporaneamente;
• le trappole , grandi altipiani formati dall'accumulo di lava su una superficie molto ampia;
• dorsali medio oceaniche .

Secondo il tipo di eruzione

Questa classificazione semplicistica, assente dalla letteratura scientifica, è utilizzata in particolare nella divulgazione, nei media mainstream e per un primo approccio pedagogico scolastico. Secondo l'Università dell'Oregon, ci vorrebbero almeno sei categorie per comprendere più del 90% dei vulcani ^{[ 26 ]} . In questo tipo di classificazione si sceglie generalmente per un vulcano il tipo di eruzione più recente o più frequente, prescindendo dalla lunga e complessa storia eruttiva del vulcano.

Questa modalità di classificazione, ampiamente contestata ^{[ 27 ] , [ 28 ] , [ 29 ]} , molto spesso divide i vulcani in due categorie:

• vulcani effusivi, o “  vulcani rossi  ”, con eruzioni relativamente calme che emettono lava fluida sotto forma di colate laviche . Si tratta dei vulcani "  hot spot  " e dei vulcani "di  accrescimento  " rappresentati principalmente dai vulcani sottomarini delle dorsali oceaniche . I vulcani a scudo rientrano in questa categoria;
• vulcani esplosivi, o "  vulcani grigi  ", con eruzioni esplosive che emettono lava pastosa e cenere sotto forma di nubi infuocate o colate piroclastiche e pennacchi vulcanici. Sono principalmente associati al fenomeno della subduzione come i vulcani dell'anello di fuoco del Pacifico . Gli stratovulcani si collocano, semplificando molto , in questa categoria.

Frequenza delle eruzioni

La "nascita" di un vulcano corrisponde alla sua prima eruzione vulcanica che lo fa uscire dalla litosfera . La nascita di un nuovo vulcano è un fenomeno che si verifica più volte in un secolo. Lo si poté osservare nel 1943 con il Paricutín  : una frattura che lasciava fuoriuscire gas vulcanici e lava in un campo diede origine in nove mesi a un vulcano alto 460 metri. Nel 1963 , il vulcano sottomarino di Surtsey emerse a sud dell'Islanda formando una nuova isola e un nuovo vulcano terrestre.

Non c'è consenso tra i vulcanologi sulla definizione di attività vulcanica ^{[ 30 ]} .

Si dice che un vulcano sia estinto quando ha eruttato l'ultima volta più di 10.000 anni fa, dormiente quando ha eruttato l'ultima volta tra 10.000 e qualche centinaio di anni fa, e attivo quando la sua ultima eruzione risale al massimo a qualche decennio ^{[ 31 ]} .

In generale, i vulcani subiscono diverse eruzioni durante la loro vita. La loro frequenza varia notevolmente a seconda del vulcano: alcuni sperimentano solo un'eruzione in diverse centinaia di migliaia di anni, come il supervulcano Yellowstone , mentre altri sono in eruzione permanente, come Stromboli in Italia o Merapi in Indonesia .

A volte i vulcani eruttano solo una volta. Si parla allora di vulcani monogenici . La maggior parte dei vulcani della Chaîne des Puys nel Massiccio Centrale sono di questo tipo, essendosi formati tra il 11500 a.C. d.C. e 5000 a.C. dC durante una singola eruzione per ogni edificio vulcanico.

La frequenza delle eruzioni consente di valutare la pericolosità , cioè la probabilità che un'area possa subire una delle manifestazioni di un'eruzione . Tale pericolosità, unita alla tipologia dell'evento vulcanico e alla presenza di popolazioni e alla loro vulnerabilità , consente di valutare il rischio vulcanico .

Origine del vulcanismo

Distribuzione globale del vulcanismo corrispondente ai limiti delle placche tettoniche

Secondo il modello della tettonica a placche , il vulcanismo è intimamente legato ai movimenti delle placche tettoniche . Infatti, è generalmente al confine tra due placche che si verificano le condizioni per la formazione dei vulcani.

Vulcanismo divergente

Schema generale dei diversi tipi di vulcanismo associati ai movimenti delle placche tettoniche .

Nella spaccatura della cresta , l'allargamento di due placche tettoniche assottiglia la litosfera , causando l'innalzamento delle rocce del mantello . Questi, già caldissimi intorno ai 1.200  °C , iniziano a sciogliersi parzialmente per decompressione . Questo dà magma che filtra attraverso faglie normali . Tra i due lembi del rift si formano per emissione di lava tracce di attività vulcanica come lava a cuscino o "lava a cuscino"liquido in acqua fredda. Queste rocce vulcaniche costituiscono quindi parte della crosta oceanica .

Nei rift continentali si verifica lo stesso processo, tranne per il fatto che la lava non scorre sott'acqua e non forma lave a cuscino. Questo è il caso del vulcanismo nella depressione di Afar .

Vulcanismo di subduzione

Diagramma del vulcanismo a livello di una convergenza oceano-continente.

Diagramma del vulcanismo a livello di una convergenza oceano-oceano.

Quando due placche tettoniche si sovrappongono, la litosfera oceanica , scivolando sotto l'altra litosfera oceanica o continentale, sprofonda nel mantello e subisce trasformazioni mineralogiche. L'acqua contenuta nella litosfera che affonda sfugge quindi da essa e idrata il mantello, facendolo sciogliere parzialmente abbassando il suo punto di fusione . Questo magma sale e attraversa la litosfera sovrapposta, creando vulcani. Se la litosfera prevalente è oceanica, si formerà un arco vulcanico insulare, con i vulcani che danno origine alle isole. È il caso delle Aleutine , del Giappone o delle Indie Occidentali. Se la litosfera prevalente è continentale, i vulcani saranno sul continente, di solito in una cordigliera . È il caso dei vulcani delle Ande o della catena delle Cascate . Questi vulcani sono generalmente vulcani grigi, esplosivi e pericolosi. Ciò è dovuto alla loro lava viscosa perché ricca di silice , che ha difficoltà a scorrere; inoltre i magmi in risalita sono ricchi di gas disciolti (acqua e anidride carbonica), il cui rilascio improvviso può formare nubi infuocate . La maggior parte  del " Pacific Ring of Fire  " è costituito da questo tipo di vulcano.

Vulcanismo intraplacca e hotspot

A volte i vulcani nascono lontano da qualsiasi confine di placca litosferica (potrebbero esserci più di 100.000 montagne sottomarine più alte di 1.000 metri ^{[ 32 ]} ). Sono generalmente interpretati come vulcani hotspot . I punti caldi sono pennacchi di magma provenienti dal profondo del mantelloe perforando le placche litosferiche. Fissati gli hot spot, mentre la placca litosferica si sposta sul mantello, si creano successivamente dei vulcani che poi si allineano, il più recente essendo il più attivo perché direttamente sopra l'hot spot. Quando l'hotspot emergerà sotto un oceano, darà origine a una serie di isole allineate, come nel caso dell'arcipelago hawaiano o delle Mascarene . Se il punto caldo emerge sotto un continente, darà origine a una serie di vulcani allineati. Questo è il caso del Monte Camerun e dei suoi vicini. Caso eccezionale, accade che un punto caldo emerga sotto un limite di placca litosferica. Nel caso dell'Islanda , l'effetto disi combina con quella della dorsale medio atlantica , dando origine così ad un immenso cumulo di lava che permette l'emersione della dorsale. Le Azzorre o le Galápagos sono altri esempi di punti caldi che emergono al di sotto di un limite di placche litosferiche, in questo caso creste ^{[ 33 ]} .

Tuttavia, molti vulcani intra-placca non si verificano sugli allineamenti per identificare punti caldi profondi e permanenti ^{[ 34 ]} .

Corso classico di un'eruzione

Un'eruzione vulcanica si verifica quando la camera magmatica sotto il vulcano viene pressurizzata con l'arrivo del magma dal mantello . Può quindi espellere più o meno dei gas vulcanici che conteneva a seconda del suo riempimento di magma. La pressurizzazione è accompagnata dal rigonfiamento del vulcano e da terremoti molto superficiali localizzati sotto il vulcano, segni che la camera magmatica si sta deformando. Il magma risale generalmente attraverso il camino principale e contemporaneamente subisce un degassamento che provoca un tremore, vale a dire una costante e leggerissima vibrazione del suolo. Ciò è dovuto a piccoli terremoti i cui fuochi sono concentrati lungo il camino.

Quando la lava raggiunge l'aria aperta, a seconda del tipo di magma, scorre lungo i fianchi del vulcano o si accumula nel luogo di emissione, formando un tappo di lava che quando esplode può dare origine a nubi infuocate e/o pennacchi vulcanici . A seconda della potenza dell'eruzione, della morfologia del terreno, della vicinanza al mare,  ecc. possono verificarsi altri fenomeni che accompagnano l'eruzione: forti terremoti, frane , tsunami ,  ecc.

L'eventuale presenza di acqua in forma solida come una calotta glaciale , un ghiacciaio , neve o liquida come un lago craterico , una falda freatica , un fiume , un mare o un oceano causerà a contatto con materiali ignei come magma, lava , o tephras per farli esplodere o aumentare il loro potere esplosivo. Frammentando i materiali e aumentando repentinamente di volume trasformandosi in vapore , l'acqua funge da moltiplicatore della potenza esplosiva di un'eruzione vulcanica che verrà poi qualificata come freatica o freato-magmatica .. Lo scioglimento del ghiaccio o della neve a causa del calore del magma può anche causare lahar quando l' acqua trascina tephras ^{[ 35 ]} o jökulhlaups come è avvenuto per Grímsvötn nel 1996 .

L'eruzione termina quando la lava non viene più emessa. Le colate laviche, cessando di alimentarsi, si arrestano e cominciano a raffreddarsi e le ceneri , raffreddate nell'atmosfera , ricadono sulla superficie del suolo. Ma i cambiamenti nella natura del terreno dovuti alla copertura del suolo da parte di lava e tefra spesso oltre decine di metri possono creare fenomeni distruttivi e mortali. Così le ceneri che cadono sui raccolti li distruggono e sterilizzano la terra da pochi mesi a qualche anno, una colata lavica che ostruisce una valle può creare un lago che annegherà zone abitate o coltivate,, eccetera.

Un'eruzione vulcanica può durare da poche ore a diversi anni ed espellere volumi di magma di diverse centinaia di chilometri cubi. La durata media di un'eruzione è di un mese e mezzo, ma molte durano solo un giorno. Il record assoluto è quello dello Stromboli , che erutta praticamente da circa 2400 anni ^{[ 36 ]} .

Classificazione delle eruzioni cutanee

Agli albori della vulcanologia , l'osservazione di alcuni vulcani portò alla creazione di categorie basate sull'aspetto delle eruzioni e sul tipo di lava emessa. Ogni tipo è denominato in base al vulcano di riferimento. Il grande difetto di questa classificazione è di essere piuttosto soggettiva e di tenere male conto dei cambiamenti di tipo di eruzione di un vulcano.

Il termine "  cataclismico  " può essere aggiunto quando la potenza dell'eruzione provoca gravi danni ambientali e/o umani, come avvenne per Santorini intorno al 1600 a.C. J.-C. che avrebbe contribuito alla caduta della civiltà minoica , Vesuvio nel 79 che distrusse Pompei , Krakatoa nel 1883 che generò uno tsunami alto quaranta metri, Monte Sant'Elena nel 1980 che rase al suolo ettari di foresta, ecc.

Per introdurre una nozione di confronto tra le diverse eruzioni vulcaniche, l' indice di esplosività vulcanica , chiamato anche scala VEI, è stato sviluppato da due vulcanologi dell'Università delle Hawaii nel 1982 ^{[ 37 ]} . La scala, aperta e partente da zero, è definita in funzione del volume dei materiali espulsi, dell'altezza del pennacchio vulcanico e delle osservazioni qualitative ^{[ 38 ]} .

Esistono due tipi principali di eruzioni vulcaniche a seconda del tipo di magma emesso: effusiva associata ai "  vulcani rossi  " ed esplosiva associata ai "  vulcani grigi  " ^{[ 39 ]} . Le eruzioni effusive sono le hawaiane e le stromboliane mentre le esplosive sono le vulcaniane , le pelea e le pliniane . Queste eruzioni possono avvenire in presenza di acqua e quindi assumere le caratteristiche di eruzioni freatiche , freato-magmatiche , surtseyan , subglaciali ., sottomarino e limnic .

Geomorfologia vulcanica

Collo a Le Puy-en-Velay in Francia .

Oltre al vulcano stesso, varie formazioni geologiche sono direttamente o indirettamente collegate all'attività vulcanica.

Alcune morfologie o paesaggi sono il prodotto diretto delle eruzioni . Si tratta di coni vulcanici che formano essi stessi montagne o isole , cupole e colate laviche solidificate , tunnel lavici , "  lave a cuscino  " e guyot di vulcani sottomarini , trappole che formano altipiani , accumuli di tefra nei tufi , crateri e maars lasciati dal deflusso della lava, eccetera.

Altre forme del terreno sono il risultato dell'erosione o dell'evoluzione dei prodotti delle eruzioni. È il caso di dicchi , colli , davanzali , rocce intrusive , mesas e planeze liberati dall'erosione, caldere e circhi derivanti dal crollo di parte del vulcano, laghi vulcanici o formatisi a monte di una diga costituita dai prodotti dell'eruzione , atolli corallini che circondano i resti di un vulcano sottomarino collassato, ecc.

Fenomeni paravulcanici

Il geyser Old Faithful a Yellowstone negli Stati Uniti nel 2004.

Alcune attività geotermiche possono precedere, accompagnare o seguire un'eruzione vulcanica . Queste attività sono solitamente presenti quando il calore residuo proveniente da una camera magmatica riscalda l' acqua sotterranea a volte fino al punto di ebollizione. In superficie si verificano poi geyser , fumarole , pozze di fango , mofette , solfatare o anche depositi minerali ^{[ 40 ]}. Questi fenomeni possono essere raggruppati in "campi vulcanici". Questi campi vulcanici si formano quando le acque sotterranee vengono riscaldate da serbatoi di magma poco profondi. È il caso dei supervulcani come Yellowstone negli Stati Uniti e dei Campi Flegrei in Italia o dei campi geotermici come Haukadalur in Islanda .

Sulle creste oceaniche , l'acqua di mare penetra nelle fessure del fondo oceanico , si riscalda, si carica di minerali ed emerge sul fondo degli oceani come fumatori neri o fumatori bianchi .

In un cratere con attività di degasaggio e fumarole, può formarsi un lago acido raccogliendo l'acqua piovana. L'acqua del lago è molto acida con un pH da 4 a 1, a volte molto calda con una temperatura da 20 a 85  °C e solo i cianobatteri sono in grado di vivere in queste acque poi tinte di blu-verde. Questo tipo di lago è comune in grandi catene di vulcani come il Pacific Ring of Fire e nella Great Rift Valley .

Conseguenze del vulcanismo sulla storia della Terra

Il vulcanismo è nato contemporaneamente alla Terra , durante la fase di accrescimento della sua formazione 4,6 miliardi di anni fa. A partire da una certa massa, i materiali al centro della Terra subiscono notevoli pressioni , creando così calore. Questo calore, accentuato dal degrado degli elementi radioattivi , provoca la fusione della Terra che dissipa venti volte più calore di oggi. Dopo alcuni milioni di anni, sulla superficie terrestre si forma una pellicola solida. È squarciato in molti punti da colate laviche e da grandi masse granitoidi che daranno i futuri continenti. Successivamente, le placche litosferiche appena create si strapperanno preferenzialmente in punti specifici in cui si formeranno i vulcani. Per cento milioni di anni, i vulcani rilasceranno grandi quantità di gas nella scarsa atmosfera dell'epoca: azoto , anidride carbonica , vapore acqueo , ossido di zolfo , acido cloridrico , acido fluoridrico ,  ecc. 4,2 miliardi di anni fa, nonostante i 375  °C e la pressione 260 volte superiore a quella odierna, il vapore acqueo si condensa e dà origine agli oceani .

Il ruolo della formazione delle prime molecole organiche e della comparsa della vita sulla Terra può essere attribuito ai vulcani. Infatti, le sorgenti termali sottomarine o le solfatare e altri geyser offrono condizioni favorevoli per la comparsa della vita: acqua che ha dilavato molecole di carbonio, minerali, calore ed energia. Una volta che la vita si fosse diffusa e diversificata sulla superficie della Terra, i vulcani avrebbero potuto provocare, al contrario, grandi estinzioni  : l'età delle grandi estinzioni dei viventi coincide con l'età delle trappole . Queste trappole potrebbero essere state causate dalla caduta di meteoriti o dall'eruzionepunti caldi eccezionali . Gli effetti combinati dei gas vulcanici e delle particelle disperse nell'atmosfera avrebbero causato la scomparsa di molte specie da un inverno vulcanico seguito da un aumento dell'effetto serra da cambiamenti nella composizione gassosa dell'atmosfera.

Una delle teorie più accreditate per la comparsa dell'uomo sarebbe l'apertura del rift africano  : uniformemente umido a livello dell'equatore , il clima africano si sarebbe prosciugato ad est del rift che blocca le nubi provenienti dall'ovest. Gli ominidi , adattandosi al loro nuovo ambiente formato da una savana , avrebbero sviluppato il bipedismo per sfuggire ai loro predatori.

Ancora oggi i vulcani partecipano all'evacuazione del calore interno della Terra e al ciclo biogeochimico globale rilasciando gas, vapore acqueo e minerali inglobati nel mantello a livello delle fosse di subduzione .

Impatto del vulcanismo sulle attività umane

Credenze e miti legati ai vulcani

Ogni anno , sulle rive del Bromo , si svolge una cerimonia popolare, la Yadnya Kasada  (en) , una festa indù durante la quale i pellegrini girano sette volte intorno alla sommità del vulcano che ha fecondato il suolo della loro isola ed è considerato un Luogo sacro. Qui le famiglie compiono i loro riti funebri e propiziatori gettando offerte nel cratere (raccolti benedetti, prodotti agricoli, animali, dolci, fiori) ^{[ 41 ]} . Soddisfatte, le anime dei defunti volano via verso il sole ^{[ 42 ]} .

Dalla comparsa dell'agricoltura e dalla sedentarizzazione delle società, gli uomini hanno sempre avuto a che fare con i vulcani. Lodandoli per la terra fertile che offrono, li temono anche per le loro eruzioni e le morti che provocano. Rapidamente, per ignoranza di un fenomeno naturale, i vulcani vengono temuti, divinizzati , considerati come l'ingresso nel regno dei morti, inferni e mondi sotterranei popolati da spiriti maligni e sono oggetto di leggende e miti a seconda delle diverse culture.

Nelle tribù dell'Asia , dell'Oceania e dell'America che vivono vicino all'anello di fuoco del Pacifico , le eruzioni vulcaniche sono considerate manifestazioni di forze soprannaturali o divine. Nella mitologia Māori , i vulcani Taranaki/Egmont e Ruapehu si innamorarono entrambi del vulcano Tongariro e tra i due scoppiò una violenta discussione. Questo è il motivo per cui nessun Māori vive tra i due vulcani infuriati, per paura di rimanere intrappolato nel mezzo della disputa.

Tra gli altri miti e leggende possiamo segnalare quello della Torre del Diavolo che si sarebbe alzata per salvare sette giovani amerindiane dagli orsi che ne avrebbero graffiato le pareti rocciose o ancora la storia della dea Pele che, cacciata da Tahiti da sua sorella Namakaokahai , ha trovato rifugio a Kīlauea e da allora, infuriata, riversa fiumi di lava con un semplice calcio del tallone.

Vetta del Monte Mawenzi in Tanzania , 1996.

Presso gli Incas , i capricci del Misti fecero sì che il suo cratere venisse bloccato da un tappo di ghiaccio , punizione inflitta dal Sole . I Chagas della Tanzania raccontano che il Kilimangiaro , infuriato dal suo vicino vulcano Mawensi , lo colpì con un grande pestello, che gli valse la sua cima frastagliata. Tra i nativi americani dell'Oregon , il Monte Mazama era la dimora del malvagio dio del fuoco e del Monte Shastaquella del benefico dio della neve. Un giorno le due divinità entrarono in conflitto e il dio del fuoco fu sconfitto e decapitato, creando Crater Lake sconfitto.

I vulcani sono stati anche teatro di sacrifici umani  : bambini gettati nel cratere del Bromo in Indonesia , cristiani sacrificati per il Monte Unzen in Giappone , vergini gettate nel lago di lava di Masaya in Nicaragua , bambini gettati in un lago vulcanico per calmare il sub-lacustre vulcano di Ilopango in El Salvador , ecc.

Presso i Greci ei Romani , i vulcani sono la dimora di Efesto o Vulcano . Le eruzioni sono spiegate come manifestazione divina: ira degli dei, presagi, attività delle fucine di Efesto — che i Greci ponevano sotto l' Etna  — o di Vulcano — che i Romani ponevano sotto Vulcano  —,  ecc. . I Ciclopi greci potrebbero essere un'allegoria dei vulcani con il loro cratere sommitale mentre il nome Eracle deriva da hiera o etna, la parola greca per vulcani. Nessuna spiegazione scientifica o senza Dio è stata accettata.

Tra i miti greci sui vulcani, il più famoso è quello narrato da Platone nel Timeo e nel Crizia . Queste storie raccontano la scomparsa di Atlantide , inghiottita dalle onde in un gigantesco terremoto seguito da uno tsunami . Non coinvolgendo direttamente un vulcano, questo mito sembra aver avuto origine nell'eruzione di Santorini intorno al 1600 a.C. J.-C. che distrusse quasi completamente l' isola e che potrebbe aver causato o partecipato alla caduta della civiltà minoica. Tuttavia, non è stata registrata alcuna osservazione dell'eruzione di Santorini ed è stato solo all'inizio del ^XX secolo  che ci si è resi conto dell'importanza dell'eruzione ^{[ 43 ]} .

Il poeta romano Virgilio , attingendo ai miti greci, riferì che durante la Gigantomachia , Encelado , in fuga, fu sepolto sotto l'Etna da Atena come punizione per la sua disobbedienza agli dei. I brontolii dell'Etna costituiscono così le lacrime di Encelado, le fiamme il suo respiro e il tremore i suoi tentativi di liberarsi. Mimas , un altro gigante, fu intanto inghiottito sotto il Vesuvio da Efesto , e il sangue degli altri giganti sconfitti sgorgò dai vicini Campi Flegrei .

Viandanti in cima al monte Fuji dentroagosto 2005.

Nel cristianesimo popolare , nonostante alcuni tentativi di spiegazioni prescientifiche, i vulcani erano spesso visti come opera di Satana e le eruzioni come segni dell'ira di Dio . Alcuni miracoli attribuiti ad alcuni santi sono associati nella tradizione cattolica alle eruzioni: così nel 253 la città di Catania fu risparmiata quando le colate laviche dell'Etna si divisero in due davanti al corteo che trasportava le reliquie di Sant'Agata . Ma nel 1669, la processione con le stesse reliquie non ha potuto evitare la distruzione della stragrande maggioranza della città.

Nel 1660 , l'eruzione del Vesuvio fece piovere intorno ad esso cristalli neri di pirosseno . La popolazione li prese per crocifissi e attribuì questo segno a San Gennaio che divenne patrono e protettore di Napoli . Da allora, ad ogni eruzione, un corteo sfila per Napoli per implorare la protezione del Santo. Inoltre, tre volte l'anno si svolge il fenomeno della liquefazione del sangue di San Gennaio che, secondo la tradizione, se si verifica, protegge la città da eventuali eruzioni del Vesuvio.

Ancora oggi le processioni religiose sono associate ai vulcani e alla loro attività. Ad ogni eruzione del Vesuvio , le processioni cattoliche pregano San Gennaio, alle Hawaii gli abitanti venerano ancora Pelé e il Monte Fuji è la montagna sacra dello shintoismo così come il Bromo per gli indù indonesiani .

Previsione eruttiva

Uno degli obiettivi della vulcanologia è comprendere l'origine e il funzionamento dei vulcani e dei fenomeni simili al fine di stabilire una diagnosi dei rischi e dei pericoli a cui sono esposte le popolazioni e le attività umane. Le previsioni vulcanologiche richiedono l'implementazione di strumenti (la nascita della vulcanologia strumentale risale al 1980 durante l' eruzione del Mount Saint Helens  ; il vulcano era allora completamente strumentato ^{[ 44 ]} ) e la conoscenza di diverse discipline scientifiche. Le conoscenze attuali consentono solo oggi di prevedere il tipo di eruzioni, senza sapere però, con più di qualche ora di anticipo, quando si svolgeranno, quanto dureranno e soprattutto la loro importanza (volume di lava , intensità delle liberazioni, ecc.).

La tendenza è sempre più quella di monitorare continuamente i vulcani attivi noti per essere pericolosi utilizzando dispositivi telecomandati alimentati da batterie solari. A questo proposito, l'attrezzatura del Piton de la Fournaise in Reunion , sebbene ritenuta non pericolosa, è esemplare. Le misurazioni vengono trasmesse per telemetria all'osservatorio e vengono registrate tutte le espansioni, i tremori e le variazioni di temperatura.

I servizi di sicurezza civile dei Paesi colpiti cercano poi di trovare il giusto compromesso tra i rischi e le inutili precauzioni. In molti casi, le autorità sono state disattenti ^{[ 45 ]} . Ci furono comunque alcuni successi come nel 1991 per l'eruzione del Pinatubo dove gli esperti convinsero il governo filippino a organizzare l'evacuazione di 300.000 persone. Nonostante le 500 vittime, furono così salvate 15.000 vite.

Manifestazioni vulcaniche pericolose

Paesaggio annegato sotto la lava vomitata dal Puʻu ʻŌʻō alle Hawaii negli Stati Uniti nel 1987.

Dal 1600 , i vulcani hanno causato 300.000 morti in tutto il mondo, che rappresentano nel 2011 ^{[ 44 ]}  :

• 35,5% delle vittime a causa di nubi infuocate;
• il 23% a carestie ed epidemie (dato dovuto principalmente alle conseguenze dell'eruzione del Tambora del 1815 che provocò più di 60.000 vittime);
• 22,5% a causa di lahar e frane;
• il 14,9% agli tsunami;
• 3% alle cascate di Tephra  ;
• 1,3% al gas;
• 0,3% ai flussi di lava.

Colate di lava

Contrariamente alla credenza popolare, le colate laviche causano generalmente più danni materiali delle vittime (vedi lo 0,3% sopra) perché anche se possono essere molto veloci con diverse decine di chilometri all'ora, il loro comportamento è generalmente prevedibile, dando alle persone il tempo di evacuare. Nel 2002 il lago di lava del cratere Nyiragongo si è svuotato grazie a faglie che si sono aperte nel vulcano: due colate hanno raggiunto la città di Goma nel Congo Democratico, uccise 147 persone e distrusse il 18% della città. Questi fiumi di materia fusa lasciano poche possibilità alla vegetazione e agli edifici sul loro cammino, consumandoli e seppellendoli in una ganga di roccia.

nubi infuocate

Sul vulcano Sakurajima (sullo sfondo), una trentina di rifugi in cemento e una ventina di edifici di evacuazione forniscono protezione contro le ricadute di tefra. Gli abitanti della penisola vulcanica tengono di riserva un elmo e gli scolari lo indossano in gita ^{[ 46 ]} .

Chiamate anche flussi piroclastici, le nubi infuocate sono nuvole grigie che scendono dalle pendici dei vulcani a diverse centinaia di chilometri all'ora, raggiungono i 600  °C e viaggiano per chilometri prima di fermarsi.

Nate dal crollo di una cupola o di un ago di lava , queste nubi composte da gas vulcanici e tefra scivolano sul terreno, attraversano creste e consumano tutto sul loro cammino. I cumuli di materiali trasportati dalle nubi infuocate possono accumularsi per decine di metri di spessore e sono all'origine di aree di ignimbriti .

I più letali sono quelli del Krakatoa nel 1883 che causarono 36.000 morti. Nel 1902 , un flusso piroclastico proveniente dal Monte Pelée in Martinica rase al suolo la città di Saint-Pierre e uccise i suoi 29.000 abitanti. Più recentemente, il risveglio di Soufrière de Montserrat ha causato la distruzione di Plymouth , la capitale dell'isola, e ha reso inabitabile la stragrande maggioranza dell'isola a causa dei ripetuti passaggi di nuvole infuocate.

cenere vulcanica

Campo coperto di cenere vulcanica rilasciata dal Monte Saint Helens negli Stati Uniti nel 1980.

Espulsa dai pennacchi vulcanici , la cenere vulcanica può cadere e ricoprire intere regioni sotto uno spessore di diversi metri, provocando la distruzione dei raccolti e la comparsa di carestie come avvenne dopo l' eruzione del Laki del 1783 in Islanda , il crollo dei tetti delle abitazioni sui loro occupanti, la formazione di lahar in caso di pioggia, ecc.

terremoti

I terremoti possono essere causati dallo svuotamento della camera magmatica quando il vulcano collassa su se stesso e forma una caldera . I molteplici scivolamenti delle pareti del vulcano generano poi terremoti che provocano il crollo di edifici a volte indeboliti da cadute di cenere vulcanica .

Tsunami

Gli tsunami possono essere generati in molti modi durante un'eruzione vulcanica come l'esplosione di un vulcano sottomarino o inondato , la caduta di pareti o nuvole infuocate nel mare, il collasso del vulcano su se stesso mettendo l'acqua a diretto contatto con il magma di la camera magmatica , frane legate allo svuotamento della camera magmatica, ecc. Nel 1883 l'esplosione del Krakatoa generò uno tsunami che, associato alle nubi infuocate, fece 36.000 vittime, nel 1792 quello del Monte Unzen ne fece 15.000.

Frane

Come nuvole infuocate, le frane possono causare valanghe mortali. In rari casi, è gran parte o la maggior parte del vulcano che si disintegra sotto la pressione della lava . Nel 1980 , Mount Saint Helens sorprese i vulcanologi di tutto il mondo quando metà del vulcano si ruppe. Alcuni scienziati, credendo di essere al riparo sulle colline circostanti, rimasero intrappolati e perirono nella gigantesca nube infuocata che seguì.

gas vulcanici

I gas vulcanici sono il pericolo più subdolo dei vulcani. A volte vengono emessi senza altri segni di attività vulcanica durante un'eruzione limnica . Nel 1986 , in Camerun , una chiazza di anidride carbonica uscì dal lago Nyos . Essendo più pesante dell'aria, questo gas è rotolato giù per le pendici del vulcano e ha ucciso per asfissia 1.800 abitanti del villaggio e diverse migliaia di capi di bestiame addormentato .

Lahar

Depositi risultanti dal passaggio di lahar sulle pendici del Monte Saint Helens negli Stati Uniti nel 1982.

I lahar sono flussi fangosi costituiti da acqua , tefra per lo più cenere vulcanica fredda o calda , molto densi e pesanti e che trasportano molti detriti come massi, tronchi d'albero, resti di edifici, ecc. I lahar si formano quando forti piogge che si verificano durante i cicloni tropicali o piogge sinottiche prolungate cadono sulla cenere vulcanica. Possono verificarsi anni dopo un'eruzione vulcanica fintanto che la cenere può essere trascinata. Nel 1985, 24.000 abitanti della città colombiana di Armerofurono inghiottiti sotto un lahar nato sulle pendici del Nevado del Ruiz .

Jökulhlaup

Il jökulhlaup è un tipo di inondazione particolarmente potente e brutale . Si forma quando si verifica un'eruzione vulcanica sotto un ghiacciaio o una calotta di ghiaccio e il calore del magma o della lava riesce a sciogliere grandi quantità di ghiaccio . Se l'acqua di disgelo non riesce a defluire, forma un lago che può essere svuotato quando si rompe la barriera che lo trattiene, formata da una parete rocciosa o da un ghiacciaio. Un flusso che mescola lava, tefra , fango , ghiaccioe i massi poi scappano dal ghiacciaio, portando tutto sul loro cammino. I jökulhlaup più frequenti si svolgono in Islanda , intorno a Vatnajökull .

Acidificazione dei laghi

L'acidificazione dei laghi è un'altra possibile conseguenza della presenza di un vulcano. L'acidificazione ha l'effetto di eliminare ogni forma di vita dalle acque e dai loro dintorni e può anche costituire un pericolo per le popolazioni locali. Questo fenomeno si verifica quando i fumi dei gas vulcanici emergono sul fondo di un lago, che poi li intrappola per dissoluzione, che acidifica le acque.

Inverni vulcanici

Ceneri , gas vulcanici e goccioline di acido solforico e fluoridrico espulsi nell'atmosfera dai pennacchi vulcanici possono causare piogge acide e "  inverni vulcanici  " che abbassano le temperature e possono causare carestie , inverni rigidi o estati fredde a livello globale come è avvenuto con le eruzioni di Samalas nel 1257 , Tambora nel 1815 e Krakatoa nel 1883 .

Recenti ricerche mostrano che le eruzioni vulcaniche hanno un impatto significativo sul clima globale e dovrebbero essere considerate come fenomeni catalitici chiave per spiegare i cambiamenti ecologici e gli sconvolgimenti storici ^{[ 47 ]} .

Beni relativi ai vulcani

Raccolta del minerale di zolfo nel cratere Kawah Ijen in Indonesia , 2005.

Per alcuni aspetti l'uomo può trarre vantaggio dalla presenza dei vulcani con:

• lo sfruttamento dell'energia geotermica per la produzione di energia elettrica , il riscaldamento di edifici o serre per colture;
• la fornitura di materiali per l'edilizia, o per uso industriale quali:
  • basalto che funge da pietre da costruzione, zavorra o pietrisco frantumato;
  • pomice e pozzolana che servono, tra l' altro , come isolante nel calcestruzzo;
  • l'estrazione di minerali di zolfo , rame , ferro , platino , diamanti , ecc.
• la concimazione di suoli come le pendici dell'Etna che costituiscono una regione ad altissima densità agricola per la fertilità dei suoli vulcanici e dove si insediano immensi agrumeti. Questi fertili suoli vulcanici sostengono 350 milioni di persone in tutto il mondo ^{[ 48 ]} .

Un vulcano contribuisce anche al turismo offrendo un panorama , mete escursionistiche , idroterapia o anche un luogo di pellegrinaggio ai visitatori.

Anche in campo artistico la loro influenza si fa sentire: certe eruzioni che emettono forte cenere vulcanica come quella di Tambora nel 1815 hanno generato per diversi anni tramonti spettacolari . Alcuni pittori come Turner hanno saputo catturare questa luce attraverso opere originali che annunciano l' Impressionismo .

Vulcanologia

La vulcanologia o (molto più raramente) vulcanologia è la scienza che studia i fenomeni vulcanici , i loro prodotti e la loro occorrenza: vulcani, geyser , fumarole , eruzioni vulcaniche , magmi , lave , tefra , ecc. Un vulcanologo o vulcanologo è lo scienziato specializzato in questa disciplina legata alla geofisica , alla sismologia e alla geologia di cui è una specialità.

Gli obiettivi di questa scienza sono comprendere l'origine e il funzionamento dei vulcani e dei fenomeni simili al fine di stabilire una diagnosi, per un determinato periodo, dei rischi e dei pericoli in cui incorrono le popolazioni e le attività umane. Gli studi e le ricerche si svolgono inizialmente sul campo per raccogliere informazioni sotto forma di osservazioni, misurazioni e campionamenti e poi in laboratorio per analizzare e interpretare dati e campioni. In effetti, è impossibile gestire gli effetti anche di un'eruzione una volta che si verifica. Solo poche operazioni di deviazione del flusso lavico hanno avuto successo sulHeimaey in Islanda .

Solo la prevenzione può limitare o evitare gli effetti di un'eruzione vulcanica. Questa prevenzione comporta l'osservazione del vulcano e dei segni premonitori di un'eruzione: emissioni di gas vulcanici , rigonfiamento e sgonfiamento del vulcano, piccoli terremoti , anomalie termiche, ecc. L'evacuazione temporanea e urgente dalle zone a rischio è il mezzo di prevenzione più utilizzato. Tuttavia, esistono mezzi di prevenzione a lungo termine come l'evacuazione totale delle aree più esposte ai rischi vulcanici, lo sviluppo di piani di prevenzione, evacuazione, soccorso e sensibilizzazione, ecc.

Vulcani sottomarini

Fumatori neri al Mid-Atlantic Ridge .

I vulcani sottomarini sono i più numerosi sulla Terra . Si stima che il 75% dei vulcani e dei materiali ignei emessi dai vulcani siano rilasciati sulle dorsali oceaniche ^{[ 49 ]} . I vulcani di faglia si trovano principalmente lungo le creste oceaniche dove emettono lava fluida . Queste lave, sottoposte ad acqua fredda tra uno e due gradi centigradi e ad alta pressione , assumono la forma di palline: sono le “  lave a cuscino  ”.

Gli altri vulcani situati lungo le fosse di subduzione e quelli formati da un punto caldo danno origine a una montagna sottomarina dalla sommità piatta e dal pendio molto ripido: un guyot . Quando un vulcano sottomarino riesce a raggiungere la superficie, emerge in un'eruzione simile a Surtseyan . Due vulcani sottomarini sono famosi e monitorati: il Lōʻihi che sarà il prossimo vulcano delle Hawaii ad emergere dall'Oceano Pacifico e il Kick-'em-Jenny a nord dell'isola di Grenada nelle Indie Occidentali .e che è molto vicino alla superficie e ha attività esplosiva.

Il Massiccio Tamu è un vulcano a scudo sottomarino considerato il più grande vulcano sulla Terra e uno dei più grandi del sistema solare ^{[ 50 ]} .

Vulcani extraterrestri

Immagine satellitare di Olympus Mons su Marte scattata dalla sonda Viking 1 nel 1978.

La Terra non è l'unico pianeta del Sistema Solare che sperimenta attività vulcanica.

Venere sperimenta un intenso vulcanismo con 500.000 edifici vulcanici, Marte ha Olympus Mons , un vulcano considerato spento e alto 22,5 chilometri che lo rende la vetta più alta del Sistema Solare, la Luna è ricoperta dai "  lunari maria  ", immensi campi di basalto .

I vulcani esistono anche sui satelliti di Giove e Nettuno , inclusi Io e Tritone . La sonda Voyager 1 ha permesso di fotografaremarzo 1979un'eruzione su Io , mentre Voyager 2 scoprì Tritone inagosto 1989tracce di criovulcanesimo e geyser . Encelado , satellite di Saturno , è la sede dei criovulcani (vedi articolo di Encelado, sezione Cryovulcanism ). Poiché la composizione chimica varia notevolmente tra pianeti e satelliti, il tipo di ejecta è molto diverso da quelli emessi sulla Terra come zolfo , ghiaccio di azoto , ecc.

Vulcani nei media

L' eruzione di un vulcano in prossimità di un'area abitata è molto spesso vissuta come un evento importante nella vita di un paese perché, oltre alla natura spettacolare e inaspettata di un'eruzione, richiede il monitoraggio e, talvolta, l'evacuazione e la cura delle persone in Pericolo.

I vulcani a volte sono gli attori principali in certi film catastrofici come Dante's Peak and Volcano o la docu-fiction della BBC e Discovery Channel Supervolcano che descrive il risveglio del supervulcano di Yellowstone in un'eruzione dell'isola vulcanica di 8. Il film di Stromboli racconta la storia di un donna straniera che non riesce ad integrarsi sull'isola vulcanica di Stromboli , a causa delle differenze di mentalità con i suoi abitanti, compreso il marito che ha sposato precipitosamente in un campo di prigionia.

Più comunemente, i vulcani sono oggetto di numerosi documentari televisivi scientifici, divulgativi o divulgativi .

Record

• Vulcani più alti:
  • altezza totale: Mauna Kea , Hawaii , con 10.230 metri sopra il fondale oceanico, per un'altitudine di 4.207,5 metri ^{[ 51 ]}  ;
  • altitudine: Nevados Ojos del Salado , Cile , con 6.887 metri sul livello del mare ^{[ 52 ]} .
• Vulcano più grande d'Europa: il Cantal con 2.700  km ² e 70  km di diametro ^{[ 53 ]} .
• Eruzione più grande (in volume di materiale espulso): Toba 73.000 anni fa con 2.800  km ³
• Eruzione più piccola (in volume di materiale espulso): trivellazione geotermica a Hverarönd in Islanda nel 1977 con 1,2  m3 di ^{basalto [ 54 ] , [ 55 ]} .
• Vulcano più attivo: Kīlauea e Piton de la Fournaise competono per il record con un'eruzione ogni un anno e mezzo.
• Vulcano più giovane: Ardoukoba con una prima eruzione nelnovembre 1978mentre Paricutín conobbe la sua prima eruzione nel 1943 .
• La più grande caldera o il più grande cratere vulcanico terrestre : Toba si formò 73.000 anni fa con cento chilometri di lunghezza e trenta chilometri di larghezza.
• Maggior numero di vittime: Tambora sull'isola di Sumbawa in Indonesia nel 1816 con 88.000 morti direttamente collegati all'eruzione e 200.000 ulteriori morti per carestia.
• Eruzione vulcanica più forte: Krakatoa in Indonesia su27 agosto 1883dove l'esplosione è stata udita fino all'isola Rodrigues , 500 chilometri a est di Mauritius , ovvero 4.811 chilometri dall'eruzione ^{[ 55 ]} .
• Più grande pennacchio vulcanico  : Taupo in Nuova Zelanda con un'altezza stimata di cinquanta chilometri ^{[ 55 ]} .
• Colata lavica più lunga  : a Undara in Australia con 160 chilometri di lunghezza ^{[ 55 ]} .

Note e riferimenti

Appendici

C'è una categoria dedicata a questo argomento: Vulcano .

Bibliografia

• Jacques-Marie Bardintzeff , I vulcani , Minerva, 2004 ( ISBN  978-2-8307-0755-7 )
• Michel e Anne-Marie Detay, Fire and Water Volcanoes , Belin, 2013 ( ISBN  978-2-7011-7561-4 )
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• Jacques Kornprobst , Christine Laverne, Vulcani, come funziona? , Edizioni BRGM, 2002 ( ISBN  978-2-84703-017-4 )
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• Haroun Tazieff , Vulcani , Larousse-Bordas, 1996, seconda edizione, 1999 ( ISBN  978-2-04-027174-9 )
• Patrick de Wever, Vulcanismo: causa di morte e fonte di vita , Vuibert, 2003 ( ISBN  978-2-7117-5293-5 )
• Science et Vie Junior , “Volcanoes and men”, numero speciale, Excelsior Publications SA, 1994

Articoli Correlati

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