I vulcani sono disponibili in molte forme e dimensioni, che vanno dai comuni vulcani a cono di cenere che si accumulano da ripetute eruzioni e cupole di lava che si accumulano sopra le aperture vulcaniche a ampi vulcani a scudo e vulcani compositi. Sebbene differiscano in termini di struttura e aspetto, condividono tutti due cose. Da un lato, sono tutte forze meravigliose della natura che terrorizzano e ispirano.
Dall'altro, tutta l'attività vulcanica si riduce allo stesso principio di base. In sostanza, tutte le eruzioni sono il risultato del magma da sotto la Terra che viene spinto in superficie dove esplode come lava, cenere e roccia. Ma quali meccanismi guidano questo processo? Cos'è che fa sorgere la roccia fusa dall'interno della Terra e esplode nel paesaggio?
Per capire come scoppiano i vulcani, bisogna prima considerare la struttura della Terra. In cima è la litosfera, gli strati più esterni della Terra che consiste del mantello superiore e della crosta. La crosta costituisce un piccolo volume della Terra, che varia da 10 km di spessore sul fondo dell'oceano a un massimo di 100 km nelle regioni montuose. È freddo e rigido e composto principalmente da roccia silicea.
Sotto la crosta, il mantello terrestre è diviso in sezioni di diverso spessore in base alla loro sismologia. Questi consistono del mantello superiore, che si estende da una profondità di 7 - 35 km (da 4.3 a 21.7 mi)) a 410 km (250 mi); la zona di transizione, che varia da 410 a 660 km (250–410 mi); il mantello inferiore, che oscilla tra 660–2,891 km (410–1,796 mi); e il confine nucleo-mantello, che è spesso ~ 200 km (120 mi).
Nella regione del mantello, le condizioni cambiano drasticamente dalla crosta. Le pressioni aumentano considerevolmente e le temperature possono raggiungere i 1000 ° C, il che rende la roccia abbastanza viscosa da comportarsi come un liquido. In breve, sperimenta elasticamente su scale temporali di migliaia di anni o più. Questa roccia viscosa e fusa si raccoglie in vaste camere sotto la crosta terrestre.
Poiché questo magma è meno denso della roccia circostante, "galleggia" in superficie, alla ricerca di crepe e debolezze nel mantello. Quando finalmente raggiunge la superficie, esplode dalla cima di un vulcano. Quando è sotto la superficie, la roccia fusa si chiama magma. Quando raggiunge la superficie, esplode come lava, cenere e rocce vulcaniche.
Ad ogni eruzione, rocce, lava e cenere si accumulano attorno allo sfiato vulcanico. La natura dell'eruzione dipende dalla viscosità del magma. Quando la lava scorre facilmente, può viaggiare lontano e creare ampi vulcani a scudo. Quando la lava è molto spessa, crea una forma di vulcano a cono più familiare (alias un vulcano a cono di cenere). Quando la lava è estremamente spessa, può accumularsi nel vulcano ed esplodere (cupole di lava).
Un altro meccanismo che guida il vulcanismo è il movimento a cui è sottoposta la crosta. Per scomporlo, la litosfera è divisa in più piastre, che sono costantemente in movimento in cima al mantello. A volte le piastre si scontrano, si separano o scivolano una accanto all'altra; risultante in confini convergenti, confini divergenti e confini di trasformazione. Questa attività è ciò che guida l'attività geologica, che include terremoti e vulcani.
Nel primo caso, ne risultano spesso le zone di subduzione, in cui la piastra più pesante scivola sotto la piastra più leggera, formando una fossa profonda. Questa subduzione trasforma il denso mantello in magma galleggiante, che sale attraverso la crosta fino alla superficie terrestre. Nel corso di milioni di anni, questo magma in aumento crea una serie di vulcani attivi noti come arco vulcanico.
In breve, i vulcani sono guidati dalla pressione e dal calore nel mantello, nonché dall'attività tettonica che porta a eruzioni vulcaniche e al rinnovamento geologico. La prevalenza delle eruzioni vulcaniche in alcune regioni del mondo - come l'anello di fuoco del Pacifico - ha anche un profondo impatto sul clima e sulla geografia locali. Ad esempio, tali regioni sono generalmente montuose, hanno un suolo ricco e periodicamente sperimentano la formazione di nuove terre emerse.
Abbiamo scritto molti articoli sui vulcani qui su Space Magazine. Ecco quali sono i diversi tipi di vulcani? Quali sono le diverse parti di un vulcano? 10 fatti interessanti sui vulcani? Qual è l'anello di fuoco del Pacifico ?, Olympus Mons: il vulcano più grande del sistema solare.
Vuoi più risorse sulla Terra? Ecco un link alla pagina Human Spaceflight della NASA e qui Visible Earth della NASA.
Abbiamo anche registrato un episodio di Astronomy Cast sulla Terra, come parte del nostro tour attraverso il Sistema Solare - Episodio 51: Earth.
