Vulcani e clima

Posted on marzo 18, 2010

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Esistono molteplici fattori che regolano il clima terrestre però solo l’attività vulcanica può generare cambiamenti climatici tanto repentini e drastici. Le eruzioni vulcaniche possono immettere nella stratosfera quantità impressionanti di aerosol vulcanico in grado di ridurre drasticamente la radiazione solare e di incrementare notevolmente la nuvolosità .
 

Le eruzioni vulcaniche possono essere descritte in funzione del loro indice di esplosività vulcanica (VEI=Volcanic Explosivity Index).
L’indice è un sistema semi qualitativo adottato per descrivere e stimare le varie eruzioni vulcaniche susseguitasi. I principali fattori presi in esame sono il volume del materiale eruttato l’altezza della colonna il tipo di eruzione, la durata e la possibile iniezione di materiale in Troposfera e in Stratosfera.

Si ritiene generalmente che un VEI5 (Monte Sant Elena 1980) possano generare anomalie termiche dell’ordine di 0,1-0,5 gradi celsius mentre un VEI 6 (Krakatau 1883, Pinatubo 1991)  anomalie superiori ai 0,5 gradi Celsius (wikipedia).
Conoscere l’indice di esplosività (VEI) e  il volume di tefriti (wikipedia) prodotto non è sufficiente per comprendere le modificazioni prodotte a livello climatico. Il fattore fondamentale è la quantità di aerosol vulcanico immesso in stratosfera.
Faccio l’esempio di due eruzioni VEI 6 avvenute nel 20° secolo il Pinatubo del 1991 che espulse circa 10 km cubici di materiale e il Katmai (Novarupta) del 1912 che produsse dai 13 ai 15 km cubici di materiale.
Ora se confrontiamo le due eruzioni con il primo grafico l’eruzione del Katmani fu meno rilevante per l’aerosol immesso in stratosfera  sia del Pinatubo che del San Elena (VEI5).
Le eruzioni con un alto indice VEI ( 7 o 8 ) sono ritenute le più catastrofiche. Ragionando esclusivamente in termini di materiale eruttato i VEI 7 e VEI 8 possono essere descritti come i supervulcani (wikipedia).
Con la seguente immagine mostro in termini visivi le differenze che ci sono in volume di tefriti eruttato espresso in kilometri cubici (KM³) di alcune delle principali eruzioni avvenute nella storia recente.

Se dovessimo analizzare la frequenza delle eruzioni in base al VEI otteniamo la seguente tabella:
VEI Tipo di eruzione Altezza della nube Frequenza Esempio
0 non esplosiva < 100 m ogni giorno Kilauea
1 moderata 100-1000 m ogni giorno Stromboli
2 esplosiva 1-5 km settimanale Galeras, 1992
3 violenta 3-15 km annuale Ruiz, 1985
4 catastrofica 10-25 km decennale Galunggung,1982
5 parossistica > 25 km secolare Mt Sant Elena 1980
6 colossale > 25 km secolare Krakatoa, 1883
7 super-colossale > 25 km millenaria Tambora, 1815
8 mega-colossale > 25 km Ogni 10.000 anni Yellowstone, 2 milioni anni fa
Il più recente dei fenomeni VEI 7 fu l’eruzione del Monte Tambora (Indonesia) avvenuta nel 1815 (Wikipedia). L’anno successivo (1816) viene ricordato come l’ anno “senza estate” o “l’anno morto di freddo”.

Le polveri fini eruttate dal Monte Tambora raggiunsero la stratosfera dove, trasportate dalle correnti d’aria, si sparsero su tutto il pianeta impedendo a una parte della radiazione solare di raggiungere il suolo.  Si ebbero conseguenze drammatiche per la scarsità dei raccolti  sia in Europa e che negli Stati Uniti d’America.
Una delle ultime attività vulcanica VEI 8 risale a circa  ~ 26500 anni fa l’eruzione Oruanui avvenuta al lago  Taupo, Taupo Volcanic Zone, North Island, Nuova Zelanda  in cui furono eruttati circa 1170 Km³ di materiale (Wikipedia).
Come esempio di VEI 8 porto l’eruzione del lago Toba ,a Sumatra, Indonesia -avvenuta circa  ~ 74000 anni fa (con un volume di  circa~ 2.800 km ³) . Questa eruzione immerse la Terra in un inverno vulcanico durato diversi anni.
Sul quando avverrà il prossimo VEI7 o VEI 8 nessuno scienziato può fare delle ipotesi certe ma si può ipotizzare dove si  svilupperà. Allego alcune delle zone in cui si potranno riscontrare fenomeni tanto distruttivi:

– Mount Aniakchak(Alaska,USA):
– Aso (Kyushu,Giappone):
L’isola è prevalentemente montuosa, e il più alto vulcano attivo giapponese, il Monte Aso (1592 m), si trova su Kyushu. Ci sono molti altri segni dell’attività tettonica, incluse numerose aree ricche di sorgenti calde. La più celebre di queste si trova a Beppu, lungo la costa orientale, e attorno al Monte Aso, nella zona centrale di Kyushu.
 
– Campi Flegrei (Campania, Italia)
I Campi Flegrei sono una vasta area di origine vulcanica situata a nord-ovest della città di Napoli; la parola “flegrei” deriva dal greco flègo che significa “brucio”, “ardo”. Nella zona sono tuttora riconoscibili almeno ventiquattro tra crateri ed edifici vulcanici, alcuni dei quali presentano manifestazioni gassose effusive (area della Solfatara) o idrotermali (ad Agnano, Pozzuoli, Lucrino), nonché sono causa del fenomeno del bradisismo (molto riconoscibile per la sua entità nel passato nel cd. tempio di Serapide a Pozzuoli).
Nel 2003, in attuazione della Legge Regionale della Campania n. 33 del 1.9.1993, è stato istituito il Parco Regionale dei Campi Flegrei.
Di seguito un elenco delle principali eruzioni, dei crateri spenti, dei vulcani e delle zone ancora attive, e dei picchi più facilmente riconoscibili nella morfologia dei luoghi, elencati in ordine cronologico di formazione:

  • Datazione dai 35.000 ai 10.500 anni fa:

    • Posillipo – Collina dei Camaldoli – Monti San Severino – Monte di Cuma – Monte di Procida
    • Capo Miseno (Bacoli)
    • Bacoli e Punta Pennata (Bacoli)
    • Monte Gauro (Pozzuoli)
    • Quarto Flegreo
  • Datazione dai 10.500 agli 8.000 anni fa:

    • Isola di Nisida (Napoli)
    • Montagna Spaccata (Quarto Flegreo)
    • Fondi di Baia e Golfo di Baia (Bacoli) [8.400 a.f.]
  • Datazione dai 8.000 ai 500 anni fa:

    • La Starza (Pozzuoli)
    • Monte Cigliano (Pozzuoli)
    • Agnano (Napoli) [4.400 a.f.]
    • Monte Olibano (Pozzuoli)
    • duomo trachitico dell’Accademia Aeronautica
    • Solfatara (Pozzuoli) [3.900 a.f.]
    • Lago d’Averno (Pozzuoli) [3.800 a.f.]
    • Cratere degli Astroni (Napoli) [3.700 a.f.]
    • Cratere Senga [3.700 a.f.]
    • Monte Nuovo (Pozzuoli) [1538]
  • Isole [da precisare]

    • Monte Epomeo (Isola d’Ischia)
    • Isolotto di San Martino (Monte di Procida)
    • Procida (diversi crateri: Chiaia, Carbonchio, Pozzovecchio)
    • Isola di Vivara
    • Golfo di Genito — tra Procida e Vivara
  • Piane indifferenziate:

    • Fuorigrotta (Napoli)
    • Pianura (Napoli)
    • Pisani (Napoli)
    • Soccavo (Napoli)
– Kikai Caldera (Ryukyu Islands,Giappone)
– Long Valley Caldera (California,USA)
 
– Monte Mazama (Oregon,USA) ora Crater Lake
– Lago Taupo(North Island, Nuova Zelanda)
Molti vulcani sono visibili presso il lago Taupo, il lago di grandi dimensioni in alto a destra, in questa immagine ortorettificate della Nuova Zelanda Isola del Nord. Seguendo il fiume Tongariro, uno dei principali affluenti del lago, a monte l’estremità inferiore del lago, si arriva ad un lago più piccolo noto come Lago di Rotoaira.
Tra i due laghi è il Monte Pihanga, un picco 1325m vulcanica a nord dell’isola vulcanica di Plateau. Un altro corpo d’acqua inferiori, il lago Rotopounamu, si trova al nord-ovest, ai piedi della montagna. Mt. Pihanga e il lago di Rotopounamu fanno parte del 5129 ha Pihanga Scenic Reserve, che nel 1975 è stato aggiunto al Tongariro National Park.
A sud del Monte Pihanga è il Monte Tongariro, un complesso vulcanico situato a 20 chilometri a sud-ovest del lago Taupo. E ‘la più settentrionale delle tre vulcani attivi che dominano il paesaggio della centrale di North Island. Questo massiccio vulcanico, spesso ci si riferisce come Tongariro, ha un’altezza di 1.978 metri.
Il vulcano è costituito da almeno 12 coni; Ngauruhoe, mentre spesso considerata come una montagna separata, è geologicamente uno sfogo di Tongariro. È anche il più attivo, dopo aver spuntato più di 70 volte dal 1839.
Proseguendo a sud di Ngauruhoe è Mount Ruapehu, uno stratovulcano attivo alla fine meridionale della Taupo Volcanic Zone. Si tratta di 23 chilometri a nordest di Ohakune e 40 chilometri a sudovest della riva meridionale del lago Taupo, in Tongariro National Park. Ruapehu è uno dei vulcani più attivi del mondo e il più grande vulcano attivo in Nuova Zelanda. E ‘il punto più alto dell’Isola del Nord e comprende tre picchi principali: Tahurangi (2.797 m), Te Heuheu (2.755 m) e Paretetaitonga (2.751 m). [http://www.eosnap.com/?tag=volcanoes&lang=it]
– Lago Toba (Sumatra, Indonesia)

Nel 1949 il geologo olandese Rein van Bemmelen dimostrò che il lago Toba è il risultato di una caldera vulcanica, completamente ricoperta di ignimbrite. Ulteriori ricerche dimostrano che le ceneri di riolite che l’eruzione emise si trovano sparse in un raggio di 3000 km. Esse interessano oltre all’isola di Sumatra anche la Malesia e l’India inoltre se ne trovano anche sul fondo dell’oceano Indiano e nel golfo del Bengala.
L’eruzione del supervulcano viene fatta risalire a 70-78mila anni fa. Essa è ritenuta una delle più catastrofiche degli ultimi 500 mila anni. Nella scala Volcanic Explosivity Index viene classificata con una magnitudo di 8. Secondo i ricercatori Bill Rose e Craig Chesner del Michigan Technological University, il volume del materiale eruttato era all’incirca di 2800 km³ di cui circa 2000 km³ di ignimbrite e 800 km³ di ceneri che seppellirono l’intera regione sotto numerosi metri di depositi. Si calcola che nella regione attorno al vulcano esse raggiunsero un’altezza superiore ai 400 metri e sedimenti di oltre 4 m sono presenti in molte regioni indiane.
L’eruzione ebbe luogo su più settimane e alla fine l’intera regione collassò lasciando un grande cratere che si riempì d’acqua e al centro una nuova montagna che oggi raggiunge i 1600 metri di altitudine e che forma l’isola di Samosir.

Sicuramente un simile evento lasciò delle ferite tremende in tutto l’ecosistema mondiale del tempo. Molti organismi vennero spinti sull’orlo dell’estinzione e da studi sul mitocondrio umano alcune ricerche suggeriscono che circa 75.000 anni or sono la specie umana fu ridotta a poche migliaia di individui. Questo collo di bottiglia nella numerosità della popolazione umana spiega in parte la scarsa variabilità genetica nella nostra specie. Alcuni ricercatori fanno risalire all’eruzione del Toba la causa scatenate di quella drastica riduzione. Questa teoria per ora non appare in contraddizione con le datazioni matrilineari dell’Eva mitocondriale e patrilineari dell’Adamo Y-cromosomale (Y-mrca). [http://it.wikipedia.org/wiki/Lago_Toba]
 

– Valle Grande (Nuovo Messico, USA) 

– Monte Warning (Nuovo Galles del Sud, Australia)
 
– Yellowstone Caldera (Wyoming, USA)
La Caldera di Yellowstone è un elemento di tipo vulcanico che si trova sotto il parco nazionale di Yellowstone. La caldera si trova a nord-ovest del Wyoming, in cui è situata la maggior parte dell’area del parco. Le misure della zona considerata vulcanica sono grandissime: 55 per 72 chilometri di estensione. La caldera è anche meglio conosciuta negli stati uniti come il supervulcano di Yellowstone, dopo che un documentario della BBC le attribuì questo nome.

Yellowstone, come le Hawaii, si pensa si trovi su una vasta area che in geologia viene denominata punto caldo, in cui lo strato di roccia fusa sottostante la crosta terrestre tende ad uscire fuori, molto similmente all’attività dei vulcani veri e propri. Si attribuisce a questo “supervulcano” la causa della formazione dello Snake River Plain, una sorta di Canyon situato tra lo stato del Wyoming, l’Idaho e l’Oregon. Nel corso di 17 milioni di anni la caldera ha generato una successione di violente eruzioni e colate di lava basaltica che hanno dato vita alla parte orientale dello Snake River Plain. Almeno una dozzina di queste eruzioni furono talmente violente da essere considerate supereruzioni. In realtà il supervulcano non è formato da una sola caldera, ma da più caldere vicine tra di loro. La più antica di queste è quella a cavallo tra McDermitt, Nevada e Oregon. Progressivamente si vanno estendendo alcune caldere di più recente formazione, e comprendono parte del Nevada, dell’Oregon e l’area orientale dello Snake River Plain, per terminare nello Yellowstone Plateau. Di queste, la Bruneau-Jarbidge caldera, nel sud dell’Idaho, si è venuta a formare tra i 10 e i 12 milioni di anni fa. L’eruzione che ne determinò la nascita uccise un altissimo numero di rinoceronti e altri animali che oggigiorno si trovano nell’area protetta di Ashfall Fossil Beds, a nord-est del Nebraska. Da allora si conta che almeno
Sebbene il termine “supervulcano” sembra si possa riferire alla grandezza del vulcano, in realtà è usato per descrivere la potenza di un’eruzione. Le tre più grandi eruzioni avvenute nell’area del parco di Yellowstone sono avvenute 2.1 milioni, 1.3 milioni e 640,000 anni fa. Da queste si formarono rispettivamente la Henry’s Fork Caldera, Island Park Caldera a la Yellowstone Caldera. Quella più potente in assoluto fu quella da qui si sviluppò la Island Park Caldera e la Huckleberry Ridge Tuff (un grande deposito di Tufo situato nel centro del Nord America).

caldera del Mar Mediterraneo (Sicilia, Italia)

Sinceramente spero di non vedere nella mia vita la forza distruttiva di un VEI 7 o di un VEI 8.

A cura di Andrea B. 


link: http://daltonsminima.wordpress.com/2010/03/15/vulcani-e-clima/

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