Tettonica delle placche

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 Gli effetti delle catastrofi naturali

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 Il titolo della ricerca è stato ripreso dal libro di testo in uso, "Sviluppo e sottosviluppo nei paesi del mondo" Ed. Bulgarini

Il testo è stato tradotto in formato HTML da Matteo Lanzoni: hwwfl@tin.it

 TETTONICA DELLE PLACCHE

Fin dagli albori della geologia moderna gli scienziati si sono posti il problema di elaborare un modello unitario, in grado di dare spiegazione alla molteplicità dei fenomeni geologici che venivano osservati: dalla formazione delle montagne ai vulcani, dai terremoti al modellamento della superficie terrestre a opera degli agenti atmosferici, dai minerali alle rocce. La fine del Settecento vide la disputa tra nettunisti (dal nome di Nettuno, divinità latina delle acque), discepoli dell'illustre mineralogista tedesco Abraham Gottlob Werner, che imputavano all'acqua un ruolo fondamentale nell'evoluzione geologica del pianeta, e plutonisti (Plutone, secondo i latini, era il dio degli inferi), seguaci del grande scienziato scozzese James Hutton, per i quali, invece, basilari erano i fenomeni magmatici.

La teoria plutonista prevalse su quella nettunista, ma, nel corso di tutto il XIX secolo e i primi decenni del XX, si continuò a ritenere che i continenti fossero da sempre immobili nella posizione che hanno ai nostri giorni.

Fu un geofisico e meteorologo tedesco, Alfred Wegener, nel 1912 a formulare l'ipotesi della deriva dei continenti che pose le basi per la successiva teoria della tettonica delle placche - nota anche col nome di tettonica a zolle - destinata a sconvolgere e rivoluzionare completamente le conoscenze sul nostro pianeta e sulla sua evoluzione geologica.

Formulato dallo scienziato inglese Airy nel 1855, dopo attente misurazioni delle anomalie di gravità sull'Himalaya, il principio d'isostasia afferma che i blocchi crostali galleggiano sul mantello sottostante grazie a una spinta dal basso simile alla spinta idrostatica di Archimede; ciò determina uno sprofondamento maggiore dei blocchi litosferici continentali di spessore più elevato e meno densi rispetto ai blocchi litosferici oceanici. Il fenomeno è analogo a quello che si verifica ponendo dei blocchetti di legno di uguale massa, ma di densità differente (quindi anche di volume diverso) in un recipiente d'acqua: il blocco più voluminoso affonda nell'acqua tanto più dell'altro, quanto più alta è la parte emersa. Se i blocchi litosferici non si trovano in equilibrio isostatico tenderanno a raggiungerlo diminuendo o aumentando la parte sommersa nell'astenosfera, a seconda che la parte emersa subisca un innalzamento o un abbassamento.

La deriva dei continenti.

Già nel Seicento il grande pensatore inglese Francis Bacon, osservando l'eccezionale corrispondenza tra le coste orientali del Sudamerica e quelle occidentali dell'Europa e dell'Africa, ipotizzò che questi continenti dovettero un tempo essere uniti, e che solo in un secondo tempo si fossero divisi e allontanati, andando alla deriva. Fu tuttavia Wegener il primo a formulare un'ipotesi scientifica della tettonica a placche in forma scientificamente rigorosa. Secondo la sua ipotesi, resa nota per la prima volta nel 1912, nel Paleozoico e per quasi tutto il Triassico le terre emerse furono tutte raggruppate in un unico, enorme continente che lo stesso Wegener chiamò Pangea. Le acque contemporaneamente costituivano un solo sterminato oceano denominato Panthalassa. Circa 200 milioni di anni fa la Pangea avrebbe cominciato a frammentarsi lentamente, dapprima in due parti: una, a nord dell'equatore, chiamata Laurasia, comprendeva il Nordamerica e l'Eurasia attuali, l'altra a sud, chiamata Gondwana, inglobava gli altri continenti attuali. Lentamente i due supercontinenti, Laurasia e Gondwana, si ruppero in parti più piccole che andarono alla deriva sulla crosta oceanica fluida. Secondo Wegener i continenti potevano quindi spostarsi anche orizzontalmente oltre che verticalmente come affermava il principio di isostasia. Il movimento dei continenti era diretto verso l'equatore e verso ovest, e secondo il grande scienziato tedesco ciò era dovuto sia alla forza centrifuga, legata alla rotazione terrestre, che avrebbe provocato la deriva verso l'equatore, sia all'attrazione gravitazionale della Luna, causa della deriva verso ovest.

A suffragio della sua ipotesi Wegener portò numerose prove: corrispondenza quasi perfetta dei margini dei continenti che si incastrano l'un l'altro come in un mosaico; affinità geologiche che accomunano, per esempio, le catene montuose paleozoiche della Norvegia e della Scozia a quelle della Groenlandia e del Canada (analoga affinità si riscontra per esempio tra le formazioni rocciose dell'Africa occidentale e del Sudamerica orientale); ritrovamento di resti fossili della stessa specie in rocce di continenti diversi formatesi prima della rottura della Pangea (per esempio resti del rettile Mesosaurus ritrovati sia in Sudamerica sia in Africa). Wegener condusse ricerche anche sulla distribuzione dei climi nel passato ricavando così altre prove per la sua ipotesi.Egli infatti rilevò, in Sudamerica, Australia, Africa e India, rocce sedimentarie paleozoiche deposte in ambiente glaciale (tilliti), mentre in Siberia, America settentrionale ed Europa centrosettentrionale, trovò dei carboni fossili della stessa età delle tilliti, ma formati da resti vegetali tipici di climi tropicali. La particolare distribuzione di queste rocce poteva essere spiegata solo ammettendo che al momento della loro deposizione le terre soggette al clima glaciale fossero tutte unite tra loro, così come dovevano esserlo quelle dove il clima era invece tropicale.

Molte rocce, soprattutto ignee, contengono minerali di ferro (magnetite, ematite ecc.) che hanno proprietà magnetiche. Essi infatti, come gli aghi delle bussole, si orientano parallelamente alla direzione del campo magnetico terrestre al momento della loro cristallizzazione e, se le rocce che li contengono vengono smantellate e poi sedimentate dalla diagenesi, i minerali di ferro possono riorientarsi anche secondo direzioni diverse da quelle originarie.

La particolarità di questi minerali è che conservano comunque una "memoria" del magnetismo terrestre nel passato (paleomagnetismo). Lo studio delle rocce che contengono questi minerali, sia che si tratti delle rocce ignee originarie sia che si tratti di rocce sedimentarie, ha consentito di ricostruire con buona precisione le variazioni di posizione dei poli magnetici terrestri (e quindi di quelli geografici) durante le ere geologiche. I geofisici che condussero queste ricerche negli anni Cinquanta si accorsero che rocce delle stessa età, ma di continenti diversi, davano risultati discordanti circa le traiettorie che i poli magnetici avrebbero seguito nel passato. Questo fatto poteva avere due possibili spiegazioni: i poli magnetici erano veramente migrati, oppure furono i continenti a migrare, causando l'apparente spostamento dei poli.

La spiegazione più verosimile era la seconda, come dimostrò Runcorn nel 1956 analizzando le due traiettorie relative alla migrazione dei poli riferite al Nordamerica e all'Europa.

Egli notò che se si ipotizzavano i due continenti uniti per un lasso di tempo che va da circa 500 a circa 180 milioni di anni fa, le due traiettorie, apparentemente discordanti, coincidevano perfettamente, per cui era chiaro che la differenza tra le due curve era dovuta alla separazione successiva dei due continenti.

Oggi è universalmente accettato lo spostamento dei continenti nel tempo, e il pieno fondamento dell'idea geniale di Wegener; ma gli studi sul paleomagnetismo hanno portato a un'altra scoperta molto interessante.

Si è appurato che nel corso delle ere geologiche il campo magnetico terrestre ha invertito parecchie volte la sua polarità, cioè poli nord e sud magnetici si sono scambiati di posizione.

Analisi dettagliate hanno consentito, attraverso un'accurata datazione delle rocce (soprattutto lave oceaniche) contenenti i minerali di ferro, di costruire una scala temporale delle inversioni di polarità detta scala paleomagnetica. All'interno della scala paleomagnetica sono stati individuati lunghi periodi (anche di milioni di anni), chiamati epoche, nei quali la polarità fu simile a quella attuale (polarità diretta) alternati ad altri con polarità opposta (polarità inversa). Durante le epoche si sono verificati brevi intervalli con polarità opposta a quella dell'epoca, chiamati eventi.

Gli studi di geofisica e le campagne oceanografiche degli anni Cinquanta avevano rivelato l'esistenza delle dorsali oceaniche da cui fuoriusciva continuamente nuovo materiale magmatico. Datando le rocce dei fondali, venne osservato che la loro età aumentava via via che ci si allontanava dalla dorsale: le rocce più giovani furono trovate vicino alle dorsali, mentre le più antiche erano confinate lungo i margini continentali o nelle fosse oceaniche. Inoltre fu possibile constatare che, sorprendentemente, nessuna roccia oceanica aveva più di 200 milioni di anni, mentre sui continenti erano state rinvenute rocce di oltre 3 miliardi di anni.

L'attività sismica rivelò, inoltre, che le dorsali sono sede di terremoti poco profondi, legati a movimenti distensivi (di allontanamento), mentre i terremoti localizzati lungo le fosse oceaniche sono anche molto profondi e i loro ipocentri si dispongono lungo un piano inclinato che si immerge al di sotto del continente, essendo connessi anche a movimenti compressionistici. La polarità magnetica nelle rocce oceaniche

Tutte queste osservazioni portarono alla formulazione, negli anni Sessanta, della teoria dell'espansione dei fondali oceanici. Secondo questa teoria, ormai universalmente accettata, lungo le dorsali si ha la generazione continua di nuova crosta oceanica per la fuoriuscita e la solidificazione del magma proveniente dal mantello; spinta dalla nuova crosta che si forma, quella precedente si sposta lateralmente (scivolando come su un nastro trasportatore) fino a raggiungere le fosse oceaniche dove sprofonda (subduce), per effetto della gravità, al di sotto della crosta continentale più leggera.

Lungo le fosse si ha dunque la distruzione di crosta oceanica antica che viene sostituita da un'uguale quantità di nuova crosta prodotta lungo le dorsali.

Alla fine degli anni Sessanta, grazie al prezioso contributo di numerosi scienziati, soprattutto nordamericani, venne formulata la teoria dinamica della tettonica a placche: un modello geodinamico (relativo cioè ai movimenti e all'evoluzione della Terra) capace di spiegare esaurientemente tutti i principali fenomeni geologici che si osservano sul nostro pianeta.

Questo modello riunisce in sé le idee di Wegener sulla deriva dei continenti, e la teoria dell'espansione dei fondali oceanici, inquadrandoli in un modello globale nel quale si propone un "motore" unico, situato nel mantello, ma sul cui funzionamento esistono ancora numerose ipotesi verosimili. Secondo la tettonica a placche la litosfera sarebbe suddivisa in varie parti chiamate appunto placche o zolle che si muovono sull'astenosfera fluida sottostante. Le placche principali sono sei: antartica, pacifica, americana, africana, indoaustraliana, eurasiatica, ma a queste bisogna aggiungere un gran numero di placche minori, alcune di dimensioni molto ridotte, chiamate microplacche. Le placche in genere non sono costituite da sola litosfera oceanica o continentale, ma da entrambi i tipi di litosfera.

Ogni placca si muove indipendentemente dalle altre entrando in rapporto con le altre secondo modalità differenti.

I margini tra le placche sono le regioni dove si concentra la maggior parte dell'attività dinamica del pianeta (vulcanismo, terremoti, formazione di catene montuose), mentre le parti interne sono in genere rigide e piuttosto tranquille essendo formate per lo più da rocce molto antiche e spesse che costituiscono i cosiddetti scudi precambriani. I margini delle placche

A seconda del modo in cui le zolle litosferiche entrano in contatto tra loro si hanno tre tipi principali di margini: divergenti o di accrescimento, convergenti o di consunzione, trasformi o conservativi.

I margini divergenti o di accrescimento sono localizzati lungo le dorsali oceaniche dove, come è già stato osservato, il magma genera nuova crosta oceanica (da qui il nome di margini di accrescimento) e quindi allontana la crosta formatasi in precedenza.

Nella forma della tettonica divergente (cioè di deformazioni e strutture crostali legate a un movimento di apertura o di allontanamento di porzioni di litosfera) sono da collocarsi anche i cosiddetti rift intraplacca. Si tratta di profonde spaccature interne a una placca, dovute alla spinta dal basso di enormi quantità di magma mantellico.

Il magma provoca dapprima un intenso rigonfiamento della crosta sovrastante e, successivamente, la sua rottura.

L'apertura successivamente si dilata sempre più, anche per sprofondamenti gravitativi di materiale, mentre le parti rigonfie scivolano lateralmente; si forma in tal modo un'ampia depressione centrale (che prende il nome di rift valley) dalla quale si ha la continua fuoriuscita di magma basaltico. Se la divergenza permane la depressione centrale si allarga sempre più e può originare la formazione di un braccio di mare.

Il grande rift africano

Il fondo sarà costituito da rocce basaltiche eruttate continuamente dalla valle centrale. Inizia in tal modo a formarsi un nuovo oceano con al centro la dorsale. Si hanno numerosi esempi di rift intraplacca a stadi più o meno avanzati dell'evoluzione: la Great rift valley che si estende in direzione N-S nell'Africa orientale è in una fase intermedia in cui si è già sviluppata la depressione centrale, mentre è in una fase già avanzata di oceanizzazione il mar Rosso che si trova sul prolungamento a NW della Great rift valley. Se l'evoluzione di un rift si arresta e quindi non si ha oceanizzazione si parla di rift abortito.

I margini convergenti o di consunzione sono localizzati in due situazioni particolari: le fosse oceaniche, dove si ha subduzione di una placca sotto un'altra, e le catene collisionali, dove si ha lo scontro di due zolle litosferiche continentali.

Nelle fosse oceaniche si manifesta la subduzione di una placca litosferica oceanica che si incurva e sprofonda sotto un'altra placca, che può essere costituita sia da litosfera continentale, sia da litosfera oceanica.

Il piano inclinato descritto dalla litosfera in subduzione viene chiamato piano di Benjoff e normalmente è inclinato di 30°-50°. Nelle zone di subduzione si verifica il maggior numero dei terremoti della Terra, i cui ipocentri sono localizzati lungo il piano di Benjoff che sprofonda nell'astenosfera fino a 700 km di profondità (è la profondità massima misurata per i terremoti).

Le zone di subduzione sono il luogo dove la crosta oceanica viene distrutta e sono sede, oltre che di un'intensa attività sismica, anche di un'attività vulcanica altrettanto intensa e spesso molto violenta, che si sviluppa lungo un allineamento di vulcani disposti ad arco (arco vulcanico): questi vulcani, associati alle fosse, formano i cosiddetti sistemi arco-fossa. Se la placca in subduzione sprofonda sotto una zolla di litosfera oceanica si forma un arco insulare (i vulcani formano delle isole), mentre se la placca sovrastante è costituita da litosfera continentale si forma una cordigliera, detta anche arco di tipo andino, con montagne molto alte costituite dal margine continentale ripiegato intensamente e sollevato fino a grandi altezze.

Esempi di archi insulari sono le isole Marianne e Aleutine nell'oceano Pacifico, mentre le Ande costituiscono la più grande cordigliera del mondo.

Convergenza tra placche continentali

Le catene collisionali si formano quando due placche litosferiche continentali si scontrano in seguito a convergenza. In genere si ha la consunzione di un intero oceano che subduce completamente sotto una zolla continentale trascinando dietro di sé un'altra massa continentale. La collisione delle due masse continentali non provoca subduzione (si discute attualmente sulla possibilità che litosfera continentale subduca sotto altra litosfera continentale) dato che non vi è una sensibile differenza di densità, per cui si hanno deformazioni notevoli, con grandi ripiegamenti e accavallamenti di enormi volumi di roccia che possono venire trasportati anche per una distanza di oltre 100 km lontano dal luogo di formazione.

L'orogenesi alpina si è sviluppata attraverso varie fasi nel corso delle ere geologiche e perdura tuttora considerato che le Alpi sono in lento, ma continuo innalzamento.

Intorno a 200 milioni di anni fa (nel Giurassico) comincia a formarsi un vasto oceano, la Tetide, che si estendeva dall'odierna Turchia fino ai Caraibi e ricopriva parte delle zolle eurasiatica, africana e indiana.

Nell'area attualmente occupata dall'arco alpino si ha la deposizione di rocce sedimentarie , prevalentemente carbonatiche, e di ambiente tropicale che oggi costituiscono una parte consistente delle montagne alpine.

In questa fase la zolla africana si muove verso SE allontanandosi da quella eurasiatica. Nel Cretaceo la placca africana cambia direzione di movimento e comincia a spostarsi verso N; ciò determina, in concomitanza con l'apertura dell'oceano Atlantico iniziata nel Giurassico, la chiusura della Tetide (il mar Mediterraneo è un relitto di questo antico oceano) per subduzione. Alla fine del Cretaceo (circa 65 milioni di anni fa) si sono già delineate alcune porzioni occidentali dell'edificio alpino.

Tuttavia la fase "parossistica" dell'orogenesi alpina, cioè di sollevamento più intenso, si ha nell'Eocene (fra 40 e 50 milioni di anni fa) quando avvenne la collisione vera e propria della zolla africana con quella eurasiatica.

È in questo periodo che avviene la maggior parte del sollevamento e della deformazione (i volumi rocciosi coinvolti nello scontro subiscono un raccorciamento di decine di chilometri). Circa 40 milioni di anni fa (Oligocene) comincia a formarsi anche l'Appennino. Tuttavia è solo alla fine del Pliocene (circa 2 milioni di anni fa) che l'Italia assume una fisionomia simile a quella attuale con le Alpi e l'Appennino ormai delineati nel loro aspetto odierno. L'orogenesi alpina è tuttora in atto con un tasso di sollevamento medio di circa 1 mm all'anno.

I margini trasformi sono zone di contatto dove non si ha creazione né distruzione di materiale litosferico, e che si verificano quando due placche litosferiche affiancate si muovono orizzontalmente in direzioni opposte. Le zone di contatto sono costituite da faglie verticali trasformi, un esempio è la faglia di San Andreas in California, dove la zolla pacifica slitta contro la zolla americana alla velocità di circa 5 centimetri all’anno.

Attualmente, si ritiene in ambiente scientifico che il meccanismo che muove le placche litosferiche al di sopra dell'astenosfera, la zona molto sottile dell'interno della terra, a 100 km circa di profondità, sia legato a movimenti di materiale all'interno del mantello dovuti a differenze di temperatura.

Secondo un'ipotesi già proposta nel 1931 da Holmes, nel mantello inferiore ci sarebbe del materiale caldo meno denso che risale verso l'alto in corrispondenza della dorsale dove, in seguito alla diminuzione di pressione, si espande lateralmente lungo l'astenosfera. Qui, raffreddandosi, il materiale mantellico aumenta di densità e ridiscende in profondità dove si riscalda nuovamente e rientra nel ciclo. In questo modo si avrebbe un movimento chiuso, denominato movimento a cella convettiva (perché il materiale caldo risale per convezione attraverso materiale freddo più denso). Il flusso laterale del materiale risalito fino all'astenosfera trascinerebbe di conseguenza le sovrastanti placche litosferiche trasportandole in senso orizzontale. L'affioramento a livello astenosferico di due celle adiacenti provoca un'espansione fra le zolle, mentre la convergenza di due flussi discendenti relativi a due celle contigue determina subduzione litosferica.

Questo modello è soddisfacente da un punto di vista energetico, dato che le forze in gioco sono sufficienti a determinare lo spostamento delle enormi masse delle zolle litosferiche.

Lo studio del moto della tettonica a placche, rappresenta ancora oggi un argomento di grande interesse, in piena indagine e con molti quesiti in attesa di ulteriori verifiche teoriche e sperimentali: vi sono tuttavia ancora molti dubbi circa la possibilità che il mantello inferiore, solido, possa fluire per convezione, dato che il meccanismo della convezione può avvenire solo nei fluidi.

Inoltre non è chiaro se le celle si estendano in tutto il mantello inferiore o se siano limitate solo a una fascia superficiale, né si hanno elementi sufficienti per valutare il numero e le dimensioni delle celle. In conseguenza di tanta incertezza esistono nell'ambito di questo modello a celle convettive diverse ipotesi che contemplano le varie possibilità.

Testo creato e elaborato da:

 Pesce Annalisa

 Zawaideh Camilla

Le informazioni sono prese da:

Conoscere le scienze

Atlante LARUS

Enciclopedia Mondiale Mondadori

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 L'EROSIONE

 Insieme di processi naturali, fisici e chimici, attraverso i quali il terreno e le rocce che ricoprono la crosta terrestre vengono corrose, alterate e asportate. Buona parte dell'erosione è il risultato dell'attività combinata di diversi fattori, quali il caldo, il freddo, l'acqua, il vento, la forza di gravità e anche la fauna; in alcuni casi uno di questi fattori è predominante, ad esempio il vento nelle zone aride.

 Il rischio idrogeologico è, tra i rischi naturali, il più ricorrente, capillarmente diffuso su tutto il territorio nazionale ed il più grave poiché è in grado di svolgere un'azione devastante a largo raggio sul territorio antropizzato.

Il coinvolgimento di vaste aree va ricercato, innanzitutto, negli eventi climatici e nei conseguenti effetti sulle opere di regimazione dei corsi d'acqua che l'uomo ha realizzato nel tempo a difesa di propri insediamenti, sulle zone agricole che hanno mutato caratteristiche di lavorazione e di gestione a seguito dell'industrializzazione agricola.
A predisporre il fenomeno è la costituzione dei sistemi montuosi del Paese, formatisi in tempi geologici relativamente recenti e perciò soggetti ad una continua azione di modellamento dei versanti.

Piccole frane e smottamenti, presenti nell'arco di tutto l'anno, assumono carattere rovinoso in concomitanza con il verificarsi di eventi meteorologici estremi. Tali eventi accelerano l'erosione dei pendii, provocano frane, trasportano notevoli quantità di materiale verso valle danneggiando colture, abitati, infrastrutture di comunicazione e trasporto. I fiumi continuamente ridotti delle aree di espansione naturale per la continua ed incessante richiesta di aree da destinare all'insediamento civile o industriale, sono quasi tutti ristretti in ambiti artificiali con difese che scemano di funzionalità al mutare continuo delle situazioni territoriali al contorno.

Alluvioni e frane agiscono di concerto ma, mentre è possibile, con un buon grado di approssimazione, seguire il percorso di un'onda di piena in pianura, è molto più difficile la previsione che si può fare nelle valli interne, poiché vengono a mancare i tempi necessari per la predisposizione di difese o allertamenti.

La ricerca scientifica ha contribuito a indirizzare gli enti e le amministrazioni istituzionalmente competenti verso metodologie costruttive e pianificatorie in grado di regimare con successo corsi d'acqua, costruire dighe, proteggere versanti, mettere in sicurezza zone di frana.

Allo stato attuale si è in grado di elaborare metodologie di studio e sperimentare tecniche di intervento e sistemi di controllo per la mitigazione del rischio, definendo un modello idraulico-idrologico del territorio al fine di prevedere interventi coordinati e priorizzati per la salvaguardia della pubblica e privata incolumità.

Lunghi anni di disattenzione nei confronti delle risorse naturali, che sono limitate nello spazio e nel tempo e difficilmente rinnovabili, rendono molto faticosa l'azione di recupero e salvaguardia territoriale, che dovrà necessariamente basarsi su strutture snelle, capaci di produrre un continuo aggiornamento dei dati in rapporto al mutare delle condizioni territoriali determinate dallo sviluppo delle attività umane.
Dalle esperienze maturate al Dipartimento della Protezione Civile lungo l'arco di un quindicennio è emersa, inequivocabilmente, la necessità di ricondurre ad un'unica normativa le attività di previsione e prevenzione per il rischio idrogeologico.
La necessità è quella di non disperdere energie organizzando, nel rispetto delle competenze amministrative, la programmazione per bacino idrografico.

 Le frane

 Le frane e tutti i processi di erosione dei versanti sono un fenomeno naturale che produce gli indispensabili apporti sedimentologici per la formazione delle pianure alluvionali sulle quali si concentra la massima parte dell'attività e dell'insediamento umano.
È un errato sovradimensionato uso del territorio quello che ha trasformato il naturale processo di modellazione della superficie terrestre in una calamità naturale. L'occupazione per usi insediativi o attività industriali, lo sviluppo delle vie di comunicazione, un eccessivo disboscamento e pratiche agricole nuove o non sufficientemente sperimentate hanno contribuito a innescare o accelerare processi di degrado dei versanti già presenti per le caratteristiche climatiche, geologiche e geomorfologiche del territorio.

Ai fini della formazione di un programma di Previsione e Prevenzione, più che le tipologie e le velocità del fenomeno franoso vanno analizzate le cause scatenanti del fenomeno che non sempre sono naturali, ma dipendenti dalla continua trasformazione dell'ambiente operata dall'uomo che, con un'accorta politica territoriale, possono essere ridotte o rimosse.

 L'erosione geologica

 L'erosione della roccia inizia con lo sgretolamento, che causa alterazioni negli strati rocciosi superficiali; nei climi aridi lo strato superiore della roccia può espandersi a causa del calore del sole e staccarsi dagli strati inferiori. Se la roccia è costituita da diversi minerali, questi possono espandersi a velocità diverse e rompere la roccia stessa. I frammenti più piccoli possono essere trasportati dal vento e accumulati altrove, sotto forma di dune o di strati di polvere. Il materiale può anche essere portato via da un improvviso temporale.

Nei climi umidi la pioggia contribuisce sia chimicamente sia meccanicamente all'erosione delle rocce. Durante il passaggio nell'atmosfera la pioggia assorbe anidride carbonica, formando acido carbonico che dissolve alcuni minerali e ne decompone altri: i duri feldspati di granito divengono argilla e alcuni minerali in basalto si combinano con ossigeno e acqua formando ossidi di ferro, quali la limonite. Questo tipo di erosione viene intensificato dalle alte temperature.

Nei climi freddi il gelo frantuma le rocce in quanto l'acqua piovana, penetrata nelle loro crepe, si espande quando gela; le rocce vengono rotte anche dalle radici delle piante.

Un tipico esempio è il Grand Canyon, situato nell'Arizona nordoccidentale, inciso dal fiume Colorado. Il Grand Canyon attraversa un altopiano arido posto tra 1525 e 2745 m d'altezza, una regione in cui i corsi d'acqua hanno dato vita ad accentuati fenomeni di erosione. È inoltre disseminato di antiche formazioni laviche, colline formate da detriti vulcanici e intrusioni di rocce ignee. La superficie dell'altopiano è leggermente inclinata in direzione sud-ovest e i suoi versanti più elevati sono coperti da piante sempreverdi; lungo il margine settentrionale crescono invece fitte foreste. La vegetazione delle valli è costituita principalmente da piante tipiche del clima desertico, quali agave e yucca. Il clima dell'altopiano sovrastante il canyon è rigido, con notevoli escursioni termiche; all'interno del canyon le temperature estive possono essere molto elevate ma rimangono miti durante l'inverno. Il Grand Canyon è stato inciso in gran parte dal corso del fiume Colorado. Altri fattori hanno tuttavia contribuito alla formazione di questa suggestiva gola. Uno di questi è il dislivello di 365 m tra la sponda settentrionale del canyon, formata dal Kaibab Plateau, e il bordo meridionale, più basso e formato dal Coconino Plateau. L'acqua proveniente dal lato settentrionale è così confluita nel canyon formando valli tributarie, mentre i corsi d'acqua del lato meridionale sono defluiti in direzione sud senza incidere valli nelle pareti del canyon; anche i letti rocciosi sottostanti sono leggermente inclinati verso sud-ovest, con il risultato che l'acqua freatica proveniente da nord scorre verso il canyon, contrariamente a quella proveniente da sud. Inoltre, le rocce dell'intera regione hanno subito fenomeni di fessurazione e fagliatura e le fratture risultanti da tali processi hanno contribuito alla rapida erosione della gola.

L'origine del Grand Canyon risale a tempi relativamente recenti: si ritiene che il fiume abbia iniziato la sua opera di erosione circa 6 milioni di anni fa e che il fenomeno sia stato accentuato da un innalzamento dell'altopiano del Colorado. Se il canyon è di origine recente, non lo sono altrettanto le rocce di cui sono costituite le sue pareti: la maggior parte degli strati si depositarono come sedimenti marini, a prova della precedente presenza del mare in questa regione.

 L'acqua corrente di ruscelli e fiumi agisce con potenza nell'erosione delle rocce; alcuni minerali vengono dissolti e le pietre trascinate via. I fiumi erodono progressivamente le valli in cui scorrono; un ghiacciaio che si sposta lentamente rimuove tutto il materiale roccioso che trova sul suo percorso. I frammenti di roccia che restano incastonati sul fondo e sui lati della massa di ghiaccio in movimento fungono da agenti abrasivi, sgretolando e dilavando la roccia che forma le pareti e il fondo delle valli montane.

L'erosione di scogliere e spiagge è causata dalle onde e dalle correnti dell'oceano, soprattutto durante le tempeste. In molte regioni la progressiva diminuzione del terreno costiero dovuta all'erosione rappresenta un grave problema; l'azione delle onde, tuttavia, non si estende a grandi profondità.

L'acqua gioca un ruolo importante nel trasporto del materiale eroso: quando una zona riceve più acqua di quanto il terreno possa assorbire, quella in eccesso scorre verso le quote inferiori trascinando detto materiale. I lievi pendii sono soggetti all'erosione da "ruscellamento'', nella quale il cosiddetto deflusso superficiale rimuove un sottile strato della superficie, senza lasciare tracce visibili dell'erosione, la quale può essere bilanciata dalla formazione di terreno nuovo. Spesso, tuttavia, soprattutto nelle zone aride con scarsa vegetazione, il deflusso superficiale si raccoglie in piccoli ruscelli; il suolo e i detriti scavati da questi ruscelli vengono depositati nelle valli, ma la maggior parte raggiunge il mare tramite i torrenti e i fiumi. Ogni anno il Mississippi deposita circa 300 milioni di m³ di sedimenti nel golfo del Messico. L'erosione modifica progressivamente l'aspetto della superficie terrestre e le forme dei continenti attraverso l'azione di onde e maree e la formazione di nuovi terreni prodotta dai sedimenti trasportati dai fiumi. Questi incidono sempre più profondamente i loro letti fluviali formando gole e valli: il Grand Canyon, profondo oltre 2000 m, è l'esempio più spettacolare, per dimensioni e per profondità, di un canyon prodotto dall'azione di un fiume, in questo caso il Colorado. L'effetto globale dell'erosione dei rilievi comporta, in tempi geologici molto lunghi, la riduzione delle terre emerse al livello del mare: ad esempio, in ogni periodo di 7000-9000 anni, l'area drenata dal Mississippi perde in media 30 cm d'altezza. In opposizione a questa tendenza, le eruzioni vulcaniche e i movimenti della crosta terrestre innalzano montagne, altipiani e nuove isole. Gran parte della geologia studia le forze e i risultati dell'erosione.

Senza le attività umane, le perdite di suolo dovute all'erosione sarebbero probabilmente bilanciate in molte zone dalla formazione di nuovi terreni. Le terre vergini sono protette da un manto di vegetazione; quando piove su una superficie erbosa o alberata, una parte dell'umidità evapora prima di raggiungere il terreno e di procedere all'erosione. Alberi ed erba fungono da frangivento e la rete di radici aiuta il terreno a non spostarsi sotto l'azione di pioggia e vento. L'agricoltura e la silvicoltura, come pure l'edilizia, lo sviluppo industriale e la costruzione di strade, hanno tuttavia parzialmente o, spesso, completamente distrutto la vegetazione e hanno accelerato l'erosione di certi tipi di terreni. L'eccesso di pascoli e di coltivazioni ha avuto effetti disastrosi in alcune parti del mondo, quali la Dust Bowl, la regione degli Stati Uniti divenuta desertica negli anni Trenta. Molti storici ritengono che l'erosione del suolo sia stata determinante nel complesso di cause riguardanti le migrazioni di alcune popolazioni e che hanno portato alla siccità e alla scomparsa di certe civiltà: le rovine di città rinvenute in alcune regioni aride, ad esempio in Medio Oriente, indicano che, un tempo, i terreni circostanti erano fertili e sfruttati dall'agricoltura.

 Con il termine erosione si intendono i processi demolitori risultanti dall'attività fisica delle acque correnti; per tutti gli altri casi sono stati coniati specifici vocaboli. Si parla di: erosione marina o abrasione, dovuta al mare; erosione eolica o corrosione, dovuta al vento; erosione glaciale o esarazione, dovuta all'azione dei ghiacciai; erosione pluviale, dovuta all'azione della pioggia; erosione antropica, dovuta a fenomeni che sono conseguenze di azioni umane. L'erosione avviene, fondamentalmente, grazie a due processi di natura diversa: fisici, per esempio variazioni di temperatura o variazioni di pressione dell'acqua; chimici e biochimici, per esempio fenomeni di dissoluzione o alterazione. L'aumento delle conoscenze su altri corpi solidi del sistema solare ha portato al riconoscimento di fenomeni di erosione extraterrestri. Per esempio l'erosione lunare, cioè l'insieme dei processi erosivi che si verificano sulla Luna, si basa essenzialmente sulla continua azione di bombardamento della superficie lunare da parte di meteoriti di differenti dimensioni.

Nell'ambito dei processi morfogenetici esogeni, l'erosione fluviale assume un ruolo tipicamente distruttivo, contribuendo in maniera determinante alla demolizione dei rilievi. La qualità e la quantità di materiale asportato variano in rapporto sia alla natura delle rocce, sia alle condizioni climatiche, all'elevazione e alla topografia che caratterizzano l'area interessata, sia ancora al tipo e alla densità della copertura vegetale. Nel caso specifico dell'erosione dovuta alle acque correnti, le modalità d'azione si possono così schematizzare: le acque dilavanti, defluendo sulle superfici inclinate a guisa di una pellicola più o meno increspata, asportano miriadi di particelle limose o argillose dal suolo vegetale, sottoponendolo a una continua "decapitazione"; successivamente, non appena le acque dilavanti convergono verso docce topografiche dando vita a corsi d'acqua d'importanza crescente, il fenomeno erosivo diventa localizzato lungo gli alvei di questi ultimi. Si parla allora di erosione incanalata, nell'ambito della quale si possono distinguere una componente verticale, che si manifesta sul fondo, e una orizzontale o laterale, che interessa invece una o entrambe le sponde. Dai rapporti intercorrenti fra le predette componenti dipende la conformazione del profilo trasversale dell'alveo e, su scala maggiore, della valle di un corso d'acqua. L'uno e l'altra risultano infatti stretti e profondi quando predomina l'erosione verticale, mentre diventano ampi e piatti nel caso in cui sia attiva la sola componente laterale. Particolari condizioni morfologiche e geologiche possono poi favorire l'insorgere di un'erosione vorticosa, nella quale la componente verticale diventa localmente esasperata: si parla allora di erosione.

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Sito Internet Protezione Civile: http://www.protezionecivile.it/

Sito Internet La Repubblica: http://www.repubblica.it/

 Lanzoni Matteo E-mail: mailto:hwwfl@tin.it

Uragano Termine con cui si indicano i cicloni migratori tropicali che si sviluppano sugli oceani nelle regioni prossime all'equatore, in particolar modo nel mare dei Caraibi e nel golfo del Messico. I cicloni che si sviluppano nella parte occidentale dell'oceano Pacifico sono invece detti tifoni; quelli originati in Australia vengono invece detti willy-willy.

li uragani sono costituiti da venti ad alta velocità che soffiano in direzione circolare attorno a un centro di bassa pressione, chiamato occhio del ciclone. Essi si originano quando aria calda (26°C) e satura di umidità viene forzata a salire verso l'alto da aria più fredda e densa. Dal margine della tempesta verso il centro, la pressione atmosferica ha una forte caduta e la velocità del vento aumenta.

I venti raggiungono la massima intensità in prossimità del punto di pressione minima. Il diametro dell'area interessata da venti di forza distruttiva può raggiungere anche 250 km, mentre venti meno intensi spirano su un'area molto più vasta, che in media può estendersi per un diametro di circa 450 km. La violenza di un uragano viene misurata su una scala divisa in gradi da 1 a 5. Nella categoria 1, la più debole, i venti hanno una velocità minima di circa 120 km/h; nella categoria 5 sono invece compresi venti rari e molto violenti, che possono superare i 250 km/h. Nell'occhio del ciclone, che in media ha un diametro di circa 25 km, i venti si placano e le nubi si alzano, ma il mare è comunque molto agitato.

Dal 1943 vengono effettuate missioni dell'aeronautica militare per misurare la velocità e la direzione del vento degli uragani, le dimensioni dell'occhio e le pressioni raggiunte al suo interno, nonché la struttura termica dell'intera perturbazione. Un sistema coordinato per seguire gli spostamenti degli uragani è stato sviluppato alla metà degli anni Cinquanta, e successivamente perfezionato. Radar, dispositivi di rilevamento su boe galleggianti, satelliti meteorologici in orbita geostazionaria e altri dispositivi, inviando dati ai centri di sorveglianza degli uragani, permettono di seguire lo sviluppo di queste tempeste fin dalle loro prime fasi.

I sistemi di previsione e di allarme hanno permesso di ridurre le perdite di vite umane in seguito a uragani, ma i danni provocati alle proprietà sono sempre molto ingenti, soprattutto nelle zone costiere. Il più violento uragano che abbia colpito la zona delle Indie Occidentali nel XX secolo, il Gilbert, ha devastato la Giamaica e parti del Messico nel 1988, con venti che raggiungevano i 350 km/h. Gli Stati Uniti subiscono spesso violenti uragani: il più recente è stato Andrew (nel 1992), che causato circa 50 vittime, ha provocato danni stimati in dodici miliardi di dollari e ha distrutto migliaia di abitazioni.

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 Quando piove o nevica,l'acqua delle precipitazioni viene in parte assorbita dal suolo e dalle piante, mentre in parte defluisce, scorrendo sul terreno, verso i fiumi e i bacini idrici. Le inondazioni avvengono quando il terreno e la vegetazione non riescono più ad assorbire le acque e queste si riversano, quindi, nei fiumi in quantità tali da non poter essere contenute negli alvei o nei bacini. In genere la percentuale di acque piovane che "scivola via" verso i corpi idrici senza essere assorbito è pari al 30% e il volume delle acque che si riversa nei fiumi aumenta nei periodi di disgelo. Le alluvioni sono fenomeni naturali, che dipendono dal regime delle precipitazioni e dalla conformazione del territorio. In alcune regioni hanno un andamento periodico: certi fiumi, infatti, straripano regolarmente in alcuni mesi dell’anno, allagando ampie aree pianeggianti dette "pianure alluvionali". In altri casi accade, invece, che piene eccezionali provochino repentinamente, nel giro di poche ore, inondazioni violente e disastrose. Anche le regioni costiere possono essere interessate dal fenomeno e in questo caso le inondazioni sono dovute a mareggiate, prodotte da forti venti, o a enormi marosi, originati da scosse sismiche sottomarine (Terremoto).

 In alcune regioni del pianeta, fin dai tempi più antichi, vengono adottati elementari sistemi di controllo delle inondazioni, quali la costruzione di dighe, bacini di raccolta, opere di sbarramento artificiali (argini e simili) e canali per deviare il corso dei fiumi o quello delle portate di piena.

Le arginature non sempre costituiscono la soluzione ottimale, in quanto, interferendo con il normale funzionamento e con l’equilibrio ecologico dei sistemi fluviali, producono spesso più danni che benefici. Ad esempio, lungo il corso del fiume Huang He fin dall’antichità i cinesi hanno rialzato a più riprese gli argini per contenere le ondate di piena, in base alla convinzione che la corrente, confinata in uno spazio ristretto, avrebbe scavato l’alveo del fiume, rendendolo più capiente. In realtà avvenne l’esatto opposto: invece di distribuirsi sull’intera pianura alluvionale, i detriti trasportati dal fiume colmarono progressivamente l’alveo, sopraelevandone il livello. Nel giro di 4000 anni il livello del fiume era cresciuto al punto tale da ricoprire l’intera pianura circostante con uno strato d’acqua di circa 20 m. Nel 1887 lo Huang He straripò, provocando la più funesta alluvione della storia e mietendo più di un milione di vittime. Anche lungo il corso dei fiumi Po, Danubio, Reno, Rodano e Volga nel Medio Evo furono eretti argini, che, nonostante gli elevati costi di gestione e di manutenzione (gli alvei dei fiumi vanno costantemente dragati per evitare l’accumulo di sedimenti), sono ancora un accorgimento ampiamente utilizzato ovunque.

Le frequenti inondazioni che hanno colpito il bacino del Mississippi dimostrano, tuttavia, che la realizzazione di argini non è sufficiente, da sola, a garantire un’adeguata protezione dalle ondate di piena dei grandi fiumi e che è, comunque, indispensabile approntare altri sistemi di contenimento. Lungo il corso del Mississippi sono stati, ad esempio, realizzati dighe e canali di deviazione. Anche questi sistemi non sono, tuttavia, riusciti a contenere la piena, che nel 1993 ha inondato oltre 32.000 km2 di terreni agricoli nei bacini idrografici del Mississippi e del Missouri, superando di ben 15 m il livello degli argini.

Da molto tempo, ormai, l’uomo costruisce dighe per creare bacini artificiali. In passato questi invasi servivano esclusivamente per l’approvvigionamento idrico e per la produzione di energia idroelettrica. Di recente, tuttavia, si è iniziato a utilizzare i bacini artificiali anche per controllare e regolare le portate dei fiumi.

Le dighe più vicine alle sorgenti trattengono le ondate di piena, mentre i bacini di raccolta posti più a valle vengono lentamente svuotati per fare posto ai volumi d’acqua in eccesso accumulati a monte.

Anche la deforestazione contribuisce, in molti casi, ad accrescere il rischio di alluvione. L’abbattimento delle foreste e il dissodamento dei terreni favorisce, infatti, l’erosione del suolo e riduce l’azione di moderazione che i boschi esercitano sulla portata dei corsi d’acqua. La messa a coltura dei terreni diminuisce, inoltre, la capacità dei suoli di trattenere acqua. Vaste aree montane sono state molto danneggiate dai fenomeni di erosione provocati dall’agricoltura intensiva, mentre nelle pianure, la bonifica delle aree paludose ha privato i fiumi di importanti aree di sfogo delle piene.

Per contenere le ondate di piena lungo il corso inferiore dei fiumi, fin dai tempi più antichi vengono scavati canali artificiali e allargamenti dell’alveo. In alcuni casi vasti tratti di pianura alluvionale vengono lasciati sgombri, così che l’acqua delle piene possa riversarvisi liberamente, senza arrecare danni. In questo modo si previene l’inondazione di altre aree a valle. Già millenni or sono, gli egizi avevano imparato a sfruttare le piene periodiche del Nilo, in quanto le acque del fiume, dopo ogni alluvione, lasciavano sul terreno un prezioso strato di fertile limo. Da quando, negli anni Sessanta, la diga di Assuan ha modificato il naturale funzionamento di questo sistema fluviale, impedendo alle onde di piena di raggiungere il corso basso del fiume e trattenendo il limo nel lago Nasser, molte zone fertili della valle del Nilo si sono trasformate in deserto. Qualsiasi tipo di intervento dovrebbe, quindi, sempre tenere conto delle possibili ripercussioni sull’ambiente, poiché interferire con le naturali dinamiche ambientali significa alterare delicati equilibri ecologici e, a volte, innescare processi perfino più dannosi dei fenomeni che si volevano controllare.

Una delle cause principali delle alluvioni è l'erosione, infatti ogni anno molti miliardi di tonnellate di terreno finiscono in mare o vengono portate via dal vento. Non conosciamo nessun sistema che ci consenta di rimpiazzare lo strato fertile andato perduto. Se dovessimo aspettare i processi naturali attenderemmo per secoli, se non per millenni.

La scomparsa del suolo costituisce una minaccia per la nostra agricoltura e per i nostri stessi mezzi di sussistenza. Tuttavia, pochi dei nostri leader gli concedono una frazione dell'attenzione che merita. E' difficile sensibilizzare l'opinione pubblica su questo punto.

Si reputa che l'Europa, il continente meno interessato all'erosione, stia perdendo quasi

un miliardo di tonnellate l'anno di terreno, mentre l'Asia, la più colpita è probabile che ne perda 25 miliardi di tonnellate. Questo grave problema si ripete in tutto il mondo, specie negli umidi tropici; qui infatti violenti acquazzoni portano via dai pendii lo strato superiore del suolo e scavano grandi fosse nel terreno, mentre le tempeste di vento devastano zone semiaride dove è stata tentata qualche coltivazione.

Se si permetterà che l'erosione continui incontrollata, scopriremo che tutta la nuova terra che speriamo di coltivare a cereali entro il 2000, servirà solo a controbilanciare la perdita di produttività dovuta all'erosione.

 L'attività umana accelera molto i ritmi di erosione naturali, infatti l'uomo coltiva ripidi pendii senza adeguati terrazzamenti, pratica un'irrigazione poco razionale, sfrutta troppo il suolo, finchè la sua solida struttura cede. Quel che è peggio, elimina la protezione degli alberi e il suolo portato via dall'acqua e dal vento finisce nell'Oceano.

Questo fenomeno è assai grave per la nostra civiltà.

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L'atlante del mondo di domani

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 Vulcani

-Vulcanismo. Insieme di processi attraverso cui il materiale roccioso fuso, o magma, risale dall'interno della Terra in superficie, con emissione nell'atmosfera di numerosi gas. La disciplina che studia tali fenomeni, nonché le strutture, i depositi e l'ambiente che essi generano è detta vulcanologia.

Magma e gas risalgono in superficie attraverso le zone più deboli dello strato più esterno della Terra, la litosfera, che si trovano soprattutto presso i margini delle zolle componenti la litosfera stessa, dove appunto si riscontra la maggior parte dei fenomeni vulcanici. Laddove magma e gas riescono a raggiungere la superficie terrestre, attraverso condotti o fessurazioni della crosta, si formano strutture geologiche chiamate vulcani, dei quali esistono varie tipologie. Tipica forma di vulcano è quella del monte Fuji in Giappone, costituito da una struttura conica con cratere sulla sommità, dal quale (nel caso in cui il vulcano sia attivo) fuoriescono episodicamente ceneri, vapori, gas, roccia fusa e frammenti solidi, spesso in modo esplosivo. I vulcani attivi costituiscono meno dell'1% di tutti i vulcani presenti sulla Terra.

Almeno l'80% del vulcanismo avviene attraverso lunghe fessurazioni verticali della crosta terrestre, sviluppandosi principalmente lungo i margini cosiddetti costruttivi delle zolle, corrispondenti alle dorsali oceaniche. Qui viene prodotta continuamente nuova crosta oceanica, che determina così una continua espansione dei fondali: la maggior parte del vulcanismo attivo sul nostro pianeta si svolge infatti sul fondo dell'oceano e non è quindi visibile.

Il vulcanismo di superficie, o continentale, è molto meno importante di quello oceanico in termini di volume di magma emesso, ma interessa maggiormente la vita dell'uomo, che può rimanere vittima dei suoi effetti. L'attività di un vulcano può essere caratterizzata da violente esplosioni o anche da una tranquilla e continuativa effusione di magma che, quando raggiunge la superficie, prende il nome di lava.

Il vulcanismo lineare, è caratteristico delle dorsali oceaniche, ma può anche verificarsi sulla terraferma. I vulcani da spaccatura emettono grandi volumi di materiale fluido, che effondendosi ricopre vaste aree; eruzioni successive possono dar luogo alla formazione di piattaforme o plateau. Oggi i più classici vulcani di spaccatura si possono osservare in Islanda. Tale vulcanismo di spaccatura sulle superfici continentali ha interessato soprattutto le epoche geologiche passate, com'è rilevabile dai grandi plateau presenti su tutti i continenti. Le effusioni basaltiche hanno formato, tra gli altri, il plateau del Deccan, nell'India centroccidentale, il bacino del Paraná, compreso fra Brasile meridionale, Argentina e Paraguay, il plateau della Columbia, negli Stati Uniti nordoccidentali, il Drakensberg Plateau in Sudafrica, e il plateau centrale dell'Isola del Nord della Nuova Zelanda.

La maggior parte dell'attività vulcanica si manifesta in superficie; questo tipo di struttura dà origine ai cosiddetti vulcani a condotto centrale, che si presentano con due diverse tipologie: i vulcani conici e i vulcani a scudo.

- Il vulcano conico a versanti ripidi si forma in seguito all'eruzione di materiali solidi, o piroclastici di varie dimensioni, dalle ceneri ai macigni. Il materiale, scagliato in aria da eruzioni esplosive, tende a ricadere nelle immediate vicinanze del cratere, lo sbocco esterno del condotto vulcanico. Esempio ben conosciuto di questo tipo di vulcano è il Paricutín, in Messico, che iniziò a eruttare improvvisamente in mezzo a un campo il 20 febbraio 1943, innalzando in sei giorni un cono di ceneri alto 150 m e raggiungendo, alla fine di quell'anno, quasi 440 metri.

- Pochi vulcani però emettono solo materiale piroclastico, così da formare coni di sole ceneri; di solito, durante le eruzioni, fuoriesce anche lava, cosicché la struttura vulcanica risultante è spesso formata da strati sovrapposti di lava e materiale piroclastico. Questi vulcani sono detti vulcani compositi, o vulcani-strato e sono i vulcani più grandi e conosciuti, come lo Stromboli e il Vesuvio in Italia, il Popocatépetl in Messico, il Cotopaxi in Ecuador, il Kilimanjaro in Tanzania e lo stesso Fuji.

Il vulcano a scudo ha solitamente struttura allargata, con un diametro di base talora di parecchie decine di chilometri e versanti dall'inclinazione molto dolce, di solito inferiore ai 12°; generalmente si è formato in seguito a successive emissioni di lava basaltica fluida. I vulcani a scudo spesso hanno più di uno sbocco e presentano anche fessure lungo i loro fianchi, come nel caso dell'Etna, il più alto vulcano europeo, e dei grandi vulcani delle isole Hawaii. Queste isole sono costituite da un complesso di vulcani a scudo che si innalza dal fondo dell'oceano; il Mauna Loa, sull'isola di Hawaii, si eleva per oltre 10.000 m dal fondo oceanico.

I vulcani che sorgono sulla superficie terrestre sono spesso situati in corrispondenza dei margini delle zolle in collisione. Quando due zolle convergono, il margine dell'una si inabissa al di sotto dell'altra, dirigendosi verso il mantello (lo strato di materiale semifuso che sta sotto la litosfera). Questo moto di subduzione ha come risultato finale la reincorporazione nel mantello del materiale che costituisce la litosfera. Talvolta i margini di zolla sono ambedue costituiti da litosfera di tipo oceanico; più spesso, uno di essi è costituito da litosfera oceanica e l'altro da litosfera continentale. Dato che la litosfera continentale è più dura e meno compatta, è quella oceanica ad andare in subduzione.

Quando la crosta oceanica fonde in conseguenza del processo di subduzione, il magma formatosi risale verso l'alto lungo il piano di subduzione e alla fine viene eruttato in superficie, di solito sul lato interno, rispetto al continente, del margine della zolla. Questo processo fu alla base della formazione di estese catene montuose, come le Ande in Sud America e la cosiddetta Cordigliera nel Nord America, che comprende la Catena delle Cascate e le Montagne Rocciose. Quando il vulcanismo causato dalla subduzione avviene nell'oceano, si formano lunghe catene arcuate di isole vulcaniche, come il Giappone e le Filippine.

La maggior parte delle zone di subduzione della Terra si trova lungo il bordo dell'oceano Pacifico, quiescenti o attivi esistenti sulla Terra. Essi formano una fascia conosciuta come "anello di fuoco", caratterizzata per lo più da intensa sismicità. L'anello di fuoco si estende lungo le Ande, la Cordigliera nordamericana, le isole Aleutine, la penisola di Kamatka, le isole Curili, il Giappone, le Filippine, Celebes, la Nuova Guinea, le isole Salomone, la Nuova Caledonia, e la Nuova Zelanda.

La cavità attraverso cui il materiale vulcanico viene emesso, detto cratere, nei vulcani inattivi si configura come una depressione, che spesso si riempie di acqua, formando dei laghi. Il più noto è il Crater Lake nell'Oregon (Stati Uniti), del diametro di circa 8 km. In Italia, laghi originati da vulcani spenti sono quelli di Bolsena, Bracciano, Albano, Vico e Nemi nel Lazio.

Talvolta la sommità del vulcano collassa nel condotto stesso, formando una depressione molto ampia, chiamata caldera, che può avere un diametro anche di molti chilometri. Le caldere si formano anche in seguito a violente esplosioni che fanno "saltar via" la sommità del vulcano, come è accaduto al Krakatoa, in Indonesia, nel 1883. Le onde di maremoto provocate dall'eruzione provocarono decine di migliaia di vittime in tutto il Sud-Est asiatico e il boato dell'esplosione si udì fino a 5000 km di distanza, mentre milioni di tonnellate di ceneri vulcaniche venivano scagliate nell'atmosfera.

Al di sotto della maggior parte dei vulcani attivi o potenzialmente attivi è situata una camera magmatica contenente roccia fusa. Questo magma, originatosi probabilmente nell'astenosfera (lo strato a comportamento plastico situato immediatamente al di sotto della litosfera), trova nella camera una sorta di stazione intermedia prima di raggiungere la superficie. Quando il magma raggiunge la superficie, comunque, può trovarsi allo stato solido, liquido o gassoso.

La maggior parte dei magmi contiene gas disciolti, con anidride carbonica e anidride solforosa, che vengono liberati in conseguenza della forte diminuzione di pressione subita dal magma durante la risalita. L'emissione di gas può essere improvvisa e avvenire con forza esplosiva: in questo caso il magma viene scagliato verso il cielo in frammenti fusi o semifusi, chiamati, tefra o materiale piroclastico. Questi frammenti, più o meno grossi, solidificano completamente prima di ricadere al suolo.

Il materiale piroclastico assume forme assai varie, che vanno dalla consistenza della polvere, trasportata a grandi distanze dal vento, fino alle dimensioni di macigni del peso di oltre 100 tonnellate che, in eruzioni particolarmente violente, possono essere scagliati anche a parecchi chilometri dal cratere. Nelle eruzioni meno intense, i frammenti vulcanici non vengono scagliati verso l'alto ma, mescolati con gas caldissimi, scendono rapidamente lungo i versanti del vulcano sotto forma di nube ardente, che distrugge tutto ciò che si trova sul suo percorso.

Ogni vulcano può eruttare in molti modi diversi, ma certi tipi di eruzione tendono a essere associati a particolari tipi di vulcani. Ciò si riflette nella classificazione delle eruzioni vulcaniche: ogni categoria è identificata con il nome di un vulcano. Le eruzioni tipiche dei vulcani a scudo sono dette di tipo hawaiano. Eruzioni più esplosive sono classificate, in base a una scala di viscosità crescente del magma, come stromboliane (da Stromboli), vulcaniane (da Vulcano, nelle isole Eolie), vesuviane, pliniane e peléeane (da Pelée, nella Martinica). Le eruzioni vesuviane, pliniane e peléeane hanno il carattere più parossistico; portano all'espulsione di grandi quantità di ceneri e anche di blocchi di lava. Le eruzioni peléeane sono inoltre associate alle già citate nubi ardenti. L'8 maggio 1902, l'eruzione del Pelée distrusse la città di Saint-Pierre e provocò la morte di circa 30.000 persone, la maggior parte per gli effetti di una nube ardente.

A differenza delle eruzioni esplosive, che hanno ucciso decine di migliaia di persone nel corso della storia, quelle di tipo hawaiiano e per certi versi quelle stromboliane costituiscono raramente un rischio per le persone. La lava può scorrere anche rapidamente, ma non tanto da impedire alle popolazioni locali di trovare scampo.

Il magma di solito, quando raggiunge la superficie terrestre, ha temperature comprese tra 800 °C e 1200 °C. Mentre scorre sui versanti del vulcano si raffredda, solidificando a partire dalla parte più esterna. A seconda della viscosità del magma di origine, i flussi lavici presentano forme e strutture differenti.

La lava derivata da magma molto fluido e mobile, che emergendo in superficie si solidifica rapidamente in una sottile crosta deformabile, assume la forma del materiale fuso che scorre al di sotto di essa. La lava derivata da un magma meno fluido, che raffreddandosi forma una "pelle" spessa e coriacea continuamente rotta dal magma che continua a scorrere al di sotto di essa, si presenta con una superficie estremamente irregolare. Non tutto il gas contenuto nel magma si diffonde nell'atmosfera nel corso di un'eruzione: una parte può rimanere intrappolata in piccole cavità, chiamate vescicole, che talora persistono anche quando la lava si è solidificata. La pomice è una lava consolidata particolarmente ricca di vescicole, così che questa roccia può galleggiare nell'acqua.

I materiali piroclastici possono consolidarsi a formare i cosiddetti tufi. Il materiale di una nube ardente può pure consolidarsi a formare una ignimbrite. Tufi e ignimbriti sono pertanto rocce composite, costituite da un grande assortimento di frammenti vulcanici.

Le rocce che si sono formate per solidificazione di un magma sono dette rocce ignee o eruttive. Un flusso lavico solidificato in superficie è una roccia ignea, che però si presenta anche sotto altre forme. Spesso parte del magma non riesce a raggiungere la superficie: può fermarsi in cavità sotterranee o farsi spazio tra strati di roccia.

Il magma che si infiltra in aperture sotterranee solidifica sul posto formando intrusioni, spesso di grandi dimensioni. Un sill è un'intrusione a lastra che si infiltra nei giunti di stratificazione di una roccia sedimentaria. Quando la pressione del magma spinge la roccia sovrastante in modo da farle assumere una forma di cupola, generando un'intrusione a forma di fungo, si ha un laccolite. Un lopolite è un'intrusione appiattita che si forma quando il magma si infiltra tra livelli ripiegati di rocce stratificate; un facolite si infiltra fra gli strati nella zona di cerniera di una piega.

Quando un vulcano si estingue, oppure diventa quiescente, il magma rimasto nel condotto può solidificare dando luogo a una sorta di "tappo". Se la roccia circostante viene erosa con il tempo, il magma solidificato rimane isolato creando delle particolari formazioni a guglia, che risaltano nel paesaggio. Se il vulcanismo ha luogo attraverso una fessura verticale anziché un condotto cilindrico, il magma, solidificandosi, dà luogo a un filone verticale di forma tabulare che prende il nome di dicco; l'esempio più impressionante è dato probabilmente dal Great Dyke dello Zimbabwe.

La maggior parte dell'attività vulcanica avviene lungo i margini delle zolle, dove la litosfera è più debole. Tuttavia il vulcanismo riguarda anche zone lontane da questi punti, come ad esempio l'area della Rift Valley, nell'Africa orientale, dove sorge un vulcano come il Kilimanjaro. Ciò è comprensibile, in quanto la Rift Valley rappresenta una zona in cui la crosta continentale ha iniziato a lacerarsi e dove si prevedono future grandi eruzioni magmatiche.

La presenza di 10.000 o più vulcani sottomarini, attualmente quasi tutti estinti, sul fondo dell'oceano Pacifico, per lungo tempo non ha trovato una spiegazione. Sembrano in gran parte distribuiti in modo del tutto casuale sul fondo dell'oceano, ma alcuni formano chiare catene lineari, come per esempio alle Hawaii. La loro presenza in regioni lontane dai margini delle zolle è stata spiegata solo recentemente. Entro il mantello terrestre si innalzano sottili colonne verticali di magma particolarmente caldo, proveniente dal nucleo, che rimangono in posizione fissa mentre le zolle si spostano al di sopra. Questi pennacchi generano "punti caldi" nella litosfera che li sormonta e, in corrispondenza di questi punti caldi, si verifica l'attività vulcanica. Il sito di tale tipo di vulcanismo si sposta allo spostarsi della zolla.

Non tutti i punti caldi vulcanici del mantello si trovano negli oceani. Un esempio di punto caldo continentale è il Parco nazionale di Yellowstone caratterizzato da sorgenti termali e getti di vapore detti geyser.

Molti milioni di persone nel mondo vivono sotto la minaccia permanente di eruzioni vulcaniche, in particolar modo di tipo esplosivo. Eppure sono moltissimi, nel mondo, gli insediamenti situati in prossimità dei vulcani, nonostante un reale grave pericolo, perchè i suoli prodotti dalla degradazione del materiale vulcanico sono assai fertili. Il vulcano Pinatubo, situato a nord di Manila, la capitale delle Filippine, ha avuto un imponente risveglio di attività nel 1991, scagliando nell'atmosfera milioni di tonnellate di ceneri. Queste, a causa delle intensissime piogge tropicali, hanno prodotto immense colate di fango che hanno ucciso 550 persone e ne hanno lasciate 650.000 senza tetto. Il caso del Pinatubo mostra quale pericolo ci sia nel considerare inattivo o estinto un vulcano: esso non aveva dato segni di attività per più di 600 anni.

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Terremoto Serie di vibrazioni che si produce nella crosta terrestre in seguito alla rapida liberazione di energia meccanica gradualmente accumulata nelle rocce.

Maremoto I terremoti spesso quando sono sismi sottomarini, generano onde di marea chiamate onde di maremoto che si abbattono con enorme violenza sulle zone litoranee. In Giappone tali onde sono chiamate tsunami .

Vulcanismo Insieme di processi attraverso cui il materiale roccioso fuso, o magma, risale dall'interno della Terra in superficie, con emissione nell'atmosfera di numerosi gas.

Zona occidentale Le isole Hawaii sono costituite da un complesso di vulcani a scudo che si innalza dal fondo dell'oceano; il Mauna Loa, sull'isola di Hawaii, è tra quelli più recenti e si eleva per oltre 10.000 m dal fondo oceanico.Isole formate per la subduzione nell’ oceano sono le Aleutine sempre di origine vulcanica sono le Sandwich Australi.

Zona orientale Le isole come il Giappone, le Filippine, le isole Curili, le isole Salomone, la Nuova Caledonia, la Nuova Zelanda, le isole Figi, il Vanuatu, la parte occidentale delle isole Tonga e le due isole maggiori delle Samoa, sono la parte estrema che fuoriesce dall’ acqua di lunghe catene sottomarine, formatesi a causa della subduzione che avviene nell’ oceano; sono perciò chiamate isole vulcaniche. Basti pensare che solo in Indonesia vi sono 220 vulcani attivi che in passato hanno provocato ingenti danni all' isola e alla popolazione.

1828 un terremoto colpisce il Giappone.

1851 un altro sisma si abbatte sul Giappone.

1883 in Indonesia, il vulcano Krakatoa, a causa del collassamento della sommità all’ interno del condotto vulcanico eruttò provocando in seguito alle tremende esplosioni, violente onde di maremoto che mieterono vittime in tutto il Sud-Est asiatico.

1896 in seguito ad terremoto una violenta onda di maremoto si abbattè sulla città giapponese di Sanriku.

8 maggio 1902 l’ eruzione del Pelée, in Martinica distrugge la città di Saint-Pierre.

1915 il Tambora, nell’ isola di Sumbawa eruttò scoperchiando la metà superiore del vulcano causando 50.000 vittime.

1923 terremoto colpisce il Giappone.

1946 un maremoto colpisce le Hawaii causando ingenti danni.

1948 l’ ennesimo terremoto danneggia il Giappone.

1960 un altro maremoto devasta le Hawaii.

1963 l' eruzione del vulcano Agung, in Indonesia, causa 10.000 morti

1983 il vulcano Kilauea, nelle Hawaii, erutta.

1991 il vulcano Pinatubo, situato nelle Filippine, ha eruttato sparando nell’ atmosfera tonnelate e tonnelate di ceneri che, a causa delle piogge hanno generato colate di fango che hanno ucciso 550 persone.

1995 un' onda di maremoto colpisce le isole Okushiri spianandole.

1995 terremoto colpisce la città di Kobe nell' Hanshin provocando 5.000 morti.

Sismografo e sismometro Sono strumenti che rivelano le onde sismiche scaturite dalla Terra, da terremoti o esplosioni. In breve, un sismometro serve a rilevare le onde telluriche, mentre un sismografo ne effettua anche la registrazione.

Il Giappone terra emersa sullo zoccolo della zolla continentale euroasiatica è frequentemente soggetto a violenti terremoti seguiti da altrettanto violenti e disastrosi maremoti; proprio per questo motivo essendo gli scienziati a conoscenza dell' alto rischio che la popolazione corre ogni giorno hanno progettato nuovi materiali di costruzione per i nuovi grattacieli. Sono materiali più elastici del solito cemento creati per resistere alle scosse telluriche e impedire il crollo dei palazzi, evitando così pericoli per le persone.

Purtroppo oggigiorno questi paradisi terrestri sono minacciati oltre che dalle catastrofi naturali anche dall' uomo; no sono solo i turisti che molte volte non rispettano l' ambiente ma ci sono i governi di stati più potenti che fanno esperimenti nucleari negli atolli, credo che tutti sappiamo cosa è successo all' atollo di Bikini o più vicino a noi e precisamente due anni fa il governo francese ha effettuato alcuni esperimenti nucleari nell' atollo di Mururoa per il quale è intervenuto Greenpeace.

Informazioni tratte da:

Rizzoli

Encarta '98

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 Informazioni tratte da:

Enciclopedia DeAgostini

Sito De La Repubblica: www.repubblica.it

Strettamente legato al concetto di calamità naturali è quello di rischio, definito come la probabilità che si verifichi un certo evento, capace di produrre effetti indesiderati. L’opinione pubblica è spesso più sensibile al rischio di eventi di tipo catastrofico, cioè a quegli eventi che si manifestano improvvisamente provocando gravissimi danni nell’immediato, piuttosto che a eventi di tipo cronico, che, cioè, provocano danni complessivamente altrettanto gravi, ma distribuiti in un lungo lasso di tempo. Un esempio di rischio cronico è la presenza di forti dosi di radioattività o di metalli tossici nell’ambiente. Il tipo di impatto prodotto da molte attività dell’uomo è paragonabile a quello prodotto dalle più gravi calamità naturali (gli effetti dell’incidente della centrale nucleare di ernobyl sono un esempio particolarmente drammatico). In alcuni casi le catastrofi naturali sono causate, direttamente o indirettamente, dalle attività umane e il loro impatto può essere aggravato dagli interventi dell’uomo sul territorio (gli effetti devastanti di certe alluvioni sono in parte dovuti, ad esempio, agli interventi di deforestazione.

Le calamità naturali ricorrono con maggiore frequenza nei paesi in via di sviluppo, caratterizzati da climi tropicali, dalla presenza di fattori di rischio sismico e vulcanico e dalla carenza di infrastrutture protettive per l’ambiente e gli insediamenti umani. Tra gli eventi naturali potenzialmente più catastrofici vi sono i terremoti e le eruzioni vulcaniche, ed entrambi i tipi di attività si manifestano principalmente lungo i margini delle zolle rigide di cui si compone lo strato esterno della Terra (vedi Tettonica a zolle). Particolarmente colpite sono le aree che circondano l’oceano Pacifico, ovvero la cosiddetta "cintura di fuoco" del Pacifico.

Le eruzioni vulcaniche possono avere un notevole impatto ambientale sia a livello locale, sia su scala planetaria. Nel 1883 l’eruzione del Krakatoa, un vulcano indonesiano, proiettò nella stratosfera una colonna di fumo di 80 km ed emise 20 km3 di ceneri e lapilli che oscurarono la luce solare fino a 150 km di distanza dal vulcano. I vulcani inattivi possono risvegliarsi a intervalli molto irregolari; nel 20% dei casi si risvegliano meno di una volta ogni 100 anni e in alcuni casi (2%) perfino una sola volta ogni 10.000 anni. I danni ambientali causati dalle eruzioni vulcaniche sono provocati non solo dalle colate laviche, ma anche dai depositi di ceneri e lapilli (depositi piroclastici) e dal rilascio nell’atmosfera di gas tossici. Quando i terremoti o le eruzioni vulcaniche si verificano presso le coste o in mare aperto possono dare origine a maremoti (o tsunami), ovvero a spostamenti di enormi masse di acqua che, avvicinandosi alla costa, formano onde altissime in grado di spazzare via insediamenti ed ecosistemi nelle aree litoranee su cui vanno a riversarsi. Tra i più comuni eventi meteorologici a causa di eventuali calamità naturali si annoverano temporali, nevicate, grandinate, gelate e prolungati periodi di siccità, nonché alcuni gravi incendi e il moto ondoso dei mari.

Gli uragani che colpiscono le regioni tropicali sono uno tra gli eventi naturali più devastanti in assoluto; oltre a travolgere tutto con la forza dei loro venti, che possono raggiungere 300 km/h, spesso provocano gravi inondazioni. Nel 1970 circa 500.000 persone rimasero vittime della furia di un uragano che colpì il Bangladesh, mentre intorno alla metà del XIX secolo la tracimazione del fiume cinese Chang Jiang, provocata da un tifone, costò la vita a centinaia di migliaia di persone.

I tornado sono violente trombe d’aria che devastano ampie aree continentali, soprattutto negli Stati Uniti, in India e in Australia, e sono in grado di sollevare oggetti di dimensioni considerevoli e di spostarli anche a grandi distanze. Alluvioni e siccità si alternano spesso nelle regioni tropicali in cui, a stagioni caratterizzate da forti piogge, fanno seguito stagioni estremamente secche. In passato la siccità è stata causa della scomparsa di grandi civiltà e attualmente rappresenta una seria minaccia per le popolazioni di molte regioni africane, soprattutto di quelle ai margini del Sahara, dove l’avanzata del deserto è spesso favorita dallo sfruttamento indiscriminato delle aree agricole e dei pascoli e dalla deforestazione incontrollata.

Le calamità croniche spesso non vengono riconosciute, in quanto non producono danni immediatamente visibili e individuarle non è sempre facile, anche se il loro impatto può interessare vasti strati della popolazione. In molti casi la loro capacità potenziale di causare danni è paragonabile a quella di fenomeni quali l’inquinamento atmosferico o idrico. Solo di recente si è, ad esempio, scoperto che il radon, un gas radioattivo sprigionato da certi substrati rocciosi che si insinua nelle abitazioni passando attraverso le fondamenta, può essere una delle cause del cancro al polmone. In India e in Cina il fluoro contenuto nell’acqua potabile e in alcuni cibi contaminati da sostanze inquinanti prodotte dalla combustione del carbone è responsabile di gravi malformazioni ossee (fluorosi) in alcuni strati della popolazione. Anche la carenza di certi elementi nell’ambiente può essere paragonata a una calamità cronica: il consumo di prodotti agricoli coltivati su suoli poveri di selenio, ad esempio, può provocare nell’uomo disturbi di vario genere, soprattutto cardiaci. Colture e bestiame risentono spesso della mancanza o dell’eccessivo apporto di elementi quali rame e zinco.

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