Magma
In vulcanologia, il magma è un sistema complesso di roccia fusa, comprensivo anche di acqua, altri fluidi e sostanze gassose in esso disciolte, e fenocristalli, nel caso in cui le condizioni di pressione e temperatura di liquidus non siano state superate. Dal punto di vista geochimico, il magma è distinto dalla lava, poiché possiede ancora la componente gassosa disciolta. Il magma è presente solo in situazioni ipogee, dal momento che quando il magma fuoriesce dalla crosta, attraverso apparati vulcanici, diviene lava, perdendo alcuni suoi componenti volatili, quali acqua e gas disciolti, non essendoci più le condizioni di pressione sufficienti a mantenerli in soluzione nella massa fusa.Il magma può essere definito approssimativamente come un fluido viscoso ad alta temperatura ed alta pressione, che, una volta raffreddato, forma le rocce magmatiche. In natura il magma è in realtà un sistema complesso, eterogeneo, costituito da una fase liquida silicatica, una fase gassosa disciolta e una fase solida composta da uno o più componenti, che in alcune condizioni può essere assente (magmi surriscaldati). La fase solida è costituita da cristalli separatisi dal fuso ed eventualmente da xenoliti strappati e inglobati durante la risalita. La fase gassosa è costituita prevalentemente da acqua allo stato di vapore (che origina l'acqua juvenile durante il degassamento), CO2 e, subordinatamente, da composti di idrogeno, zolfo ossigeno, e da elementi rari; la fase gassosa può essere più o meno abbondante e la sua modalità di liberazione governa i meccanismi eruttivi. Solitamente un magma è prevalentemente di natura silicatica con composizione chimica variabile per magma, (40-75% di silicio) e influisce sulle sue proprietà fisiche. Oltre all'acqua e al silicio, un magma contiene generalmente alcuni elementi chimici come Alluminio, Ferro, Magnesio, Calcio, Sodio, Potassio, Titanio, Fosforo, Manganese ed altri noti come elementi in tracce, presenti con percentuali in peso inferiori allo 0,1%. In natura esistono anche magmi di composizione non silicatica, ma sono molto rari e danno origine a prodotti che vengono identificati per la fase minerale prevalente; i prodotti più noti sono le carbonatiti, rocce composte da oltre il 50% di carbonati primari.La composizione delle rocce terrestri al momento della formazione del nostro pianeta non era così varia come ora: le rocce ultrafemiche che caratterizzavano il mantello primordiale hanno subito numerose e reiterate estrazioni di magmi ad opera di processi di fusione parziale. Alcuni elementi a bassa forza di campo come il silicio e altri non metalli sono stati estratti in maniera preferenziale da queste rocce per poi dar luogo a magmi, e quindi a nuove rocce, differenziati. Le rocce derivate da questi primi magmi sono state poi riprese in processi di fusione successivi tra cui i processi anattettici, legati alla subduzione di lembi di crosta terrestre. Questi processi sono ancor oggi in atto solo su pianeti tettonicamente attivi come la Terra. Magmi primari formatisi per fusione parziale del mantello terrestre. Questo processo avviene a determinate condizioni di pressione, temperatura e contenuto d'acqua disciolto in soluzione: in generale l'aumento di temperatura e della pressione di vapore favoriscono la fusione mentre l'aumento della pressione tende a diminuirla. La roccia madre che entra in fusione parziale è una roccia ultrafemica, una peridotite caratterizzata da una composizione impoverita in silice. Questo magma è caratterizzato da contenuto di silice attorno al 50% in peso (è un valore basso per una roccia), povero di acqua e gas, è fluido e pertanto veloce nell'attraversare la crosta terrestre e da esso deriva la lava basica. L'elevata velocità di risalita di questi magmi impedisce il loro raffreddamento quindi la temperatura al momento dell'eruzione può aggirarsi anche attorno ai 1 200 °C. Magmi secondari o acidi o di anatessi: si formano in condizioni particolari di subduzione della crosta terrestre: porzioni di crosta vengono spinte a profondità e quindi in condizioni di pressione e temperatura simili a quelle che favoriscono la fusione del mantello. La roccia che viene fusa però è di composizione acida, arricchita cioè in silice. Magmi acidi si formano anche per differenziazione magmatica in seguito a cristallizzazione frazionata: per la lenta risalita e il raffreddamento progressivo di un magma basico che perde via via i minerali più femici, come l'olivina. Sono magmi ricchi di silicio e spesso di acqua. Di conseguenza, risultano particolarmente viscosi e tendono a solidificare all'interno della crosta terrestre formando un plutone. Raggiungono raramente la superficie terrestre e quando ciò accade, avviene in modo violento ed esplosivo.
Eruzioni
Per eruzione vulcanica s'intende la fuoriuscita sulla superficie terrestre, in maniera più o meno esplosiva, di magma (una volta eruttato il magma prende il nome di lava) ed altri materiali gassosi provenienti dal mantello o dalla crosta. In genere un'eruzione vulcanica avviene o dal cratere principale di un vulcano o dai crateri secondari presenti nell'edificio vulcanico. Un'eruzione può essere definita in base al suo grado di violenza che ricade all'interno di una scala chiamata "Indice di esplosività vulcanica" (IEV).La classificazione si basa sulle caratteristiche magmatiche e quindi sul tipo di eruzione, da effusiva Hawaiana ad esplosiva Peleana. Considerando il tipo e la potenza dell'attività eruttiva di un vulcano si hanno:
- Vulcani ad eruzione di tipo Hawaiiano;
- Vulcani ad eruzione di tipo Islandese;
- Vulcani ad eruzione di tipo Surtseiano;
- Vulcani ad eruzione di tipo Stromboliano;
- Vulcani ad eruzione di tipo Vulcaniano;
- Vulcani ad eruzione di tipo Vesuviano (oppure Sub-Pliniano);
- Vulcani ad eruzione di tipo Pliniano e Peleano (Ultra-Pliniano);
- Grandi caldere (supervulcani).;