Supervulcano

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare
Harta supra-vulcanilor de renume mondial:

     Indicele de explozivitate vulcanică (VEI) 8

     Indicele de explozivitate vulcanică (VEI) 7

În vulcanologie , supervulcanul este unul dintre acele 10-12 calde mari prezente pe suprafața pământului, cu un diametru de câteva zeci de kilometri. Aceste structuri sunt identificate la nivelul solului și nu sunt asociate cu prăbușirea clădirilor vulcanice anterioare, cum ar fi calderele normale. Calderele mari ar trebui să fie generate de un punct fierbinte care este situat adânc sub ele. Aceste structuri nu sunt considerate vulcani adevărați, deoarece nu există o clădire vulcanică vizibilă, ci mai degrabă o depresiune de origine vulcanică. În interiorul calderelor mari este posibil să se observe dezvoltarea unor cratere mai mult sau mai puțin formate și prezența unui tip secundar de vulcanism (gheizere, fumarole, izvoare termale etc.). O erupție a acestui tip de calde (care au perioade de repaus de sute de mii de ani între erupții) nu a fost niciodată observată, deși în zonele înconjurătoare există urme geologice clare de erupții masive din trecut. Cele mai cunoscute exemple ale acestui tip de echipamente sunt parcul Yellowstone (SUA), Campi Flegrei (Italia), Lacul Toba (Indonezia).

Termenul „supervolcan” nu este folosit în vulcanologie , ci a fost inventat de autorii unui program de știință populară, Horizon, difuzat de BBC în 2000 , pentru a se referi la trezirea unor astfel de calde mari care produc erupții vulcanice gigantice, precum modifică radical peisajul local și afectează puternic climatul global timp de câțiva ani, cu efecte cataclismice asupra vieții planetei.

Cu toate acestea, caracteristicile / dimensiunile minime ale unui supervulcan nu au fost definite, deși există cel puțin două tipuri de erupții vulcanice care pot fi identificate în acest fel. Vizibilitatea unui subiect de acest gen a favorizat totuși studiul posibilelor efecte ale unei erupții de acest tip.

Descriere

Povestea descoperirii supervulcanilor a început când cercetătorii au dat peste depresiuni circulare similare cu cele ale calderelor vulcanice normale, dar mult mai mari [1] .

Calderele vulcanice normale se formează atunci când camera magmatică care conține roca topită sub un vulcan se golește, provocând astfel prăbușirea solului de deasupra, care nu mai este susținută dedesubt de presiunea magmei .

Că chiar și calderele foarte mari erau legate de fenomenele vulcanice, precum și forma lor era limpede din împrejurimile lor: depozite uriașe de tuf, chiar mai mari de 400 de metri grosime, care arătau în mod clar că nu erau o succesiune de materiale depuse de faze mai eruptive, ci s-au format în timpul unui singur episod vulcanic [2] . Ca o comparație, dacă calderea vulcanului Tambora are un diametru de aproximativ 5 km și cea a lacului Bolsena peste 10, în supervolcani depășește 60. Acest lucru explică grosimea incredibilă a tufurilor ca zona calderei și volumul de cenușă sunt dramatic mai mari: un cerc cu diametrul de 60 de kilometri are o suprafață de 4 ori mai mare decât unul de 30 de kilometri și de aproape 150 de ori mai mare decât unul de 5 kilometri.

Caracteristicile erupțiilor supravolcanilor au fost delimitate prin studierea cristalelor de zircon și a vârstei lor, care au două caracteristici: sunt foarte recente, de o epocă cu puțin înainte de erupțiile care au format tufurile care le conțin și prezintă o compoziție izotopic al oxigenului tipic suprafeței terestre și nu a adâncimilor din care provin aceste magme.

O contribuție fundamentală în studiul supervulcanilor a fost dată de caracteristicile zirconiilor: s-a descoperit că magma, pe lângă o componentă profundă, este formată și din lave care sunt rezultatul topirii crustei cauzate de magmele mantalei. , datorită cantității mari de căldură pe care au transportat-o. Prin urmare, zirconii au moștenit compoziția izotopică a oxigenului rocilor crustale, în care contribuția apei de ploaie care se percolează în crustă este evidentă. Fenomenul nu se limitează la supra-vulcani: nu este dificil să vezi o magmă bazaltică foarte fierbinte care provoacă topirea parțială sau totală a porțiunii adiacente sau deasupra crustei . Rezultatul este atât un amestec între cele două magme și provinciile vulcanice, cu o marcată bimodalitate a magmelor, una profundă și una crustală (provincia magmatică toscană este un exemplu clasic). Aici diferența este mai presus de toate cantitativă. În ceea ce privește datarea zirconiilor, se vede clar că există o gamă întreagă de vârste între sosirea sub coaja magmei bazaltice și explozia care a format caldeira. Datele sunt, de asemenea, foarte interesante pentru înțelegerea stării actuale a unui supervulcan, analizând compoziția gazelor fumarolice. Un raport între Oxigenul 16 și Oxigenul 18 tipic pentru scoarță înseamnă că magma care stă la baza este „matură”. Dacă procentul de oxigen 18 crește, înseamnă că o nouă injecție de magmă vine de jos, cu riscul unei noi explozii.

Erupția unui supervulcan este un proces destul de simplu: o uriașă bulă de magmă iese la suprafață și topește o parte a scoarței de dedesubt. Deasupra magmei presiunea umflă scoarța deasupra căreia se formează în consecință fracturi , în special de-a lungul unui inel care corespunde părții exterioare a bombei. Fracturile ajung în camera magmatică și declanșează creșterea magmelor și se formează diverse centre eruptive de-a lungul acestui inel. Fracturile cresc ca număr și dimensiune până când crusta din interiorul lor devine un cilindru izolat de restul crustei care o înconjoară. În acest moment, desigur, cilindrul nu reușește să rămână la locul său și, prin urmare, se prăbușește. Prăbușirea provoacă golirea instantanee a camerei de magmă, cu emisia cantității enorme tipice de tufuri, ignimbrite și așa mai departe. Trebuie remarcat faptul că chiar și în calderele de dimensiuni normale, cum ar fi Rabaul din Noua Guinee, se întâmplă ca craterele adventive (sau mici clădiri polifazice) să se formeze exact pe marginea caldei, care este, de asemenea, o bandă în care se concentrează seismicitatea. Un exemplu în acest sens este calderea Long Valley.

Supervulcanii

Cel mai cunoscut supervulcan, anunțat de filme și documentare [3] este Yellowstone : o succesiune spectaculoasă de supraîncălzitori care s-au format peste un panou de magmă care vine din manta [4] . Succesiunea calderelor de-a lungul timpului arată mișcarea plăcii nord-americane deasupra penei, de când activitatea a început în urmă cu 15 milioane de ani: la vremea respectivă, penele se aflau sub Idaho de astăzi.

Caldera din Long Valley , între California și Nevada , a fost responsabilă în urmă cu 760.000 de ani de producerea Bishop Tuffs , o formațiune stâncoasă care atinge 200 de metri grosime. Axa principală a caldei este de aproximativ 32 de kilometri [5] . Ar trebui să reprezinte una dintre ultimele faze ale activității vulcanice din Marele Bazin, o zonă între California, Nevada și Arizona caracterizată prin subțierea crustei. De asemenea, aici este dualismul dintre una sau mai multe magme de origine manta și alt material provenit din topirea crustei indusă de aceste magme profunde. Dar totuși există puternice îndoieli cu privire la cauzele care au cauzat subțierea crustei și sosirea magmelor.

Majoritatea celorlalți supervulcani, pe de altă parte, se încadrează în mecanismul clasic al vulcanilor cu arc magmatic, în care magmele sunt unul dintre efectele dinamicii a două plăci care se ciocnesc. Acesta este cazul Toba menționat anterior, în Indonezia. Se estimează că acum 75.000 de ani, o supererupție a emis aproape 3.000 de kilometri cubi de material [6] [7] . Lacul Toba poate fi văzut clar uitându-se la o fotografie prin satelit a întregii insule Sumatra. Depresiunea eliptică are axe de aproape 100 și, respectiv, aproape 30 de kilometri și este rezultatul a cel puțin 3, dacă nu 4 calde adiacente, formate între 1,2 milioane de ani în urmă și astăzi. Activitatea vulcanică a continuat cu erupții minore în calderea Toba [8] , cu înălțarea unor zone din calderă provocând cutremure severe [9] .

Taupo din Noua Zeelandă a provocat cea mai mare erupție din ultimii 5.000 de ani, datată în 181 d.Hr. Zona vulcanică Taupo are o activitate destul de continuă. A produs cea mai recentă supererupție. În 25 360 î.Hr. a produs erupția Oruanui 1 170 km³ de material erupt [10] [11] , formând o caldare cu diametrul de peste 30 de kilometri.

Câmpurile Flegrei din Italia sunt o serie de structuri vulcanice într-o caldă mare de 13 km în diametru [12] . Au produs două erupții majore în ultimii 30.000 de ani: erupția ignimbritei din Campania în urmă cu 39.000 de ani, cu peste 300 km3 de materiale eruptive și erupția tufului galben napolitan de acum 15.000 de ani, cu mai mult de 40 km³ de materiale erupte [12] . Alte exemple posibile în Kamchatka , Aleutian și Japonia . O altă zonă cu mai mulți candidați ar putea fi America de Sud.

La începutul secolului XXI a fost descoperit un vechi supervolcan în Valsesia , între Varallo și Borgosesia , în provincia Vercelli. Acest supervulcan are particularitatea de a scoate la iveală, în unele puncte, la suprafață, rămășițele erupției antice care a avut loc acum 250-300 de milioane de ani. [13]

Erupții

Nivelul 8 (VEI-8) [14] al unei erupții este un eveniment de proporții colosale care expulză cel puțin 1000 km³ de magmă din material piroclastic . O astfel de erupție ar șterge practic toate formele de viață pe o rază de câteva mii de kilometri, în timp ce o zonă comparabilă ca mărime cu un continent ar fi îngropată de metri de cenușă vulcanică .

Erupțiile VEI-8 nu își datorează pericolul formei vulcanului , ci tipului de magmă care le generează. Ele pot fi, de asemenea, periculoase, deoarece pot interacționa cu o cameră magmatică relictă, adesea în interiorul unei caldeere . De fapt, camera magmatică se răcește foarte lent și poate rămâne fierbinte chiar și timp de milioane de ani după ce activitatea vulcanică a încetat. Riscul acestor erupții este, prin urmare, legat de faptul că pot apărea și în locuri în care aparent nu există vulcani.

Ciclul supervolcanului

Topirea parțială a rocii mantalei deasupra plăcii crustale oceanice care se scufundă produce magmă care se îndreaptă spre scoarța continentală, unde se așează în camera magmatică inferioară. Încet, această cameră începe să topească roca continentală superioară, care are un grad mai mic de topire decât roca subiacentă. Apoi, magma începe să crească prin conducte lungi verticale între cele două camere până la camera magmatică superioară. Pe măsură ce se umple, pământul de deasupra începe să se umfle și pământul se desparte. Suprafața supusă unor solicitări severe se prăbușește și căzând în camera magmatică, o împinge să se ridice. Magma se transformă în nori uriași, incandescenți, de cenușă, gaze și roci, așa-numitele fluxuri piroclastice . În timp, pământul prăbușit se topește la rândul său, devenind magmă și provocând astfel mai multe erupții. După aceea, este nevoie de mult timp până când există suficientă magmă pentru a începe un nou ciclu de supervolcan.

Consecințele erupției

Efectele care apar după erupția unui supervolcan sunt devastatoare pentru climă și viața de pe pământ. Una dintre cele mai grave consecințe sunt tufurile Bishop , adică un strat vulcanic chiar și cu câteva sute de metri grosime. Cu toate acestea, cenușa eliberată în atmosferă poate avea consecințe și mai drastice. Dintre diferitele gaze care alcătuiesc erupțiile vulcanice, dioxidul de sulf este cel care provoacă cel mai intens efect asupra mediului: reacționează cu oxigenul și apa pentru a produce picături mici de acid sulfuric .

Principal

Acestea sunt câteva dintre zonele în care s-ar putea produce un eveniment vulcanic VEI-8 în viitorul apropiat:

Caldera vulcanului Aniakchak

Erupții recente VEI-8

Nici o erupție VEI-8 nu a fost detectată vreodată în perioadele istorice și preistorice recente (neolitic). O erupție relativ „recentă” de acest tip a avut loc în apropierea lacului Toba , Sumatra în urmă cu aproximativ 74.000 de ani, aruncând întreaga planetă Pământ într-o iarnă vulcanică care a durat mai multe ani. Cu toate acestea, cea mai recentă și devastatoare erupție de acest tip s-a produs în Europa acum 39.000 de ani de la Piana Campana (într-o zonă foarte apropiată de calderea Campi Flegrei sau direct de la ea), așa-numita Ignimbrite Campana, al cărei tuf gri acoperă o mare parte a regiunii Campania și atinge, în zona Acerra , grosimi de până la 50 de metri. S-a emis ipoteza că una dintre consecințele acestei erupții, a cărei resturi se găsesc în toată Europa Centrală și de Est până în Ucraina, a fost aproape dispariția neandertalienilor, ale căror numere au fost reduse drastic și al căror habitat a fost limitat. singur.

Debitul bazaltic

Fluxul bazaltic înseamnă o emisie de magmă cu chimie de bază (săracă în siliciu ), foarte fluidă. Erupțiile caracterizate de magme bazaltice sunt în principal de tip efuziv (dar nu întotdeauna) și pot, de asemenea, revărsa cantități foarte mari de material la suprafață. Exemple clasice sunt vulcanii hawaiieni , structuri uriașe care au ieșit din fundul oceanului în urma acumulării de lavă bazaltică. În ciuda cantității enorme de material pe care o pot genera, aceste fluxuri tind să fie văzute ca nepericuloase, deoarece lentoarea lor relativă ar permite evadarea oricărei populații staționate în zonă.

Fluxuri bazaltice preistorice

Se suspectează că fluxurile bazaltice preistorice ar fi putut fi cauzele sau cauzele care au contribuit la marile extincții în masă , inclusiv la cea devastatoare a Permianului , care a stins majoritatea speciilor vii, precum și a celei mai faimoase, dar mai mici dispariții a perioada Cretacicului în care au devenit cale de disparitie. a dinozaurilor .

Erupții ale fluxurilor bazaltice

Cele două fluxuri bazaltice moderne , cele mai importante și recente au avut loc în Eldgjá și Lakagigar , atât în Islanda . Niciunul dintre aceste evenimente nu a avut un impact atât de mare încât să fie considerat supervolcanic .

Documentarul Supervolcano

Documentarul intitulat Supervolcano , în două părți, a fost difuzat pe primul canal de televiziune BBC pe 13 martie 2005 și 14 martie 2005 . A fost luat în considerare evenimentul eruptiv care ar putea avea loc la Yellowstone Park , o zonă în care este prezent un supervolcan. Evenimentul a fost prezentat printr-o simulare pe computer, în care erupția ar fi acoperit practic întreaga Statele Unite cu un strat de cenușă vulcanică de cel puțin 1 cm, provocând distrugerea totală a tot ceea ce se află în vecinătate și uciderea plantelor și animalelor din „întregul continent american.

Notă

  1. ^ FM Byers Jr., Recenzii: Vulcanii antici din Oregon de Howel Williams , în Jurnalul de Geologie , vol. 57, nr. 3, mai 1949, p. 324. Adus la 17 august 2012 (arhivat din original la 8 martie 2016) .
  2. ^ (EN) shanaka de Silva, Arc magmatism, calderas și supervolcanos , în Geologie, vol. 36, n. 8, 2008, pp. 671–672, Bibcode : 2008Geo .... 36..671D , DOI : 10.1130 / focus082008.1 ( arhivat 21 mai 2016) .
  3. ^ BBC - Știință și natură - Supervolcano , pe bbc.co.uk. Adus pe 7 iulie 2018 .
  4. ^ Enciclopedia Vulcanilor .
  5. ^ (EN) Long Valley Caldera and Mono-Inyo Craters Volcanic Field, California , in the Volcano World (depus de 'url original 14 ianuarie 2008).
  6. ^ (EN) CA Chesner, WI Rose și A. Deino, Istoria eruptivă a celei mai mari caldei cuaternare a Pământului (Toba, Indonezia) clarificată , în Geologie, vol. 19, nr. 3, 1 martie 1991, pp. 200-203, DOI : 10.1130 / 0091-7613 (1991) 0192.3.CO; 2 . Adus pe 7 iulie 2018 .
  7. ^ Richard Dawkins , The Grasshopper's Tale , în The Ancestor's Tale, A Pilgrimage to the Dawn of Life , Boston, Houghton Mifflin Company, 2004, ISBN 0-618-00583-8 .
  8. ^ Toba , la volcanodiscovery.com . Adus pe 7 iulie 2018 .
  9. ^ Toba, Sumatra, Indonezia . Volcano.oregonstate.edu . Adus la 7 iulie 2018 (arhivat din original la 8 februarie 2009) .
  10. ^ (EN) CJN Wilson, Erupția Oruanui de 26,5 ka, Noua Zeelandă: o introducere și o privire de ansamblu , în Journal of Volcanology and Geothermal Research, vol. 112, nr. 1-4, pp. 133–174, DOI : 10.1016 / s0377-0273 (01) 00239-6 . Adus pe 9 martie 2018 .
  11. ^ (EN) CJN Wilson, S. Blake și BLA Charlier, Erupția Oruanui de 26,5 ka, Vulcan Taupo, Noua Zeelandă: Dezvoltarea, caracteristicile și evacuarea unui corp mare de magmă riolitică , în Journal of Petrology, vol. 47, nr. 1, 1 ianuarie 2006, pp. 35–69, DOI : 10.1093 / petrology / egi066 . Adus pe 9 martie 2018 .
  12. ^ a b Campi Flegrei (Flegrean Fields) , pe volcanodiscovery.com . Adus pe 7 iulie 2018 .
  13. ^ În inima Alpilor de Vest există fosila unui Supervulcano care prezintă cele mai adânci părți ale sale , pagina de pe www.supervulcano.it (consultată în ianuarie 2014)
  14. ^ VEI = Indicele de explozivitate vulcanică

Bibliografie

  • ( EN ) Enciclopedia Vulcanilor , Oxford, Elsevier Science & Technology, 2000.

linkuri externe

In italiana

In engleza

Controlul autorității LCCN ( EN ) sh2007002215
Geologie Portal de geologie : accesați intrările Wikipedia care se ocupă de geologie