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livello elementare
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ARGOMENTO: OCEANOGRAFIA
PERIODO: XXI SECOLO
AREA: DIDATTICA
parole chiave: vulcani, geologia marina
Il fuoco sotto il mare
Se guardassimo un planisfero terrestre potremmo notare che la distribuzione dei vulcani non è casuale ma segue precise direzioni ed allineamenti.
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l’analisi dei gas emessi dalle profondità è un dato importante per conoscere che cosa avviene nei fondali – foto dell’autore Giorgio Caramanna, durante una campagna di raccolta dati sulle emissioni gassose
L’attività vulcanica infatti è l’espressione di complessi fenomeni geologici legati ai movimenti a scala planetaria di quelle che sono definite “placche tettoniche”. Semplificando si può pensare alla Terra come ad un grande puzzle tridimensionale nel quale placche di diverse dimensioni e forme si incastrano le une con le altre.
Modello gravitazionale dell’Atlantico settentrionale; i punti rossi sono i punti dove sono stati registrati dei terremoti. Come potete osservare sono spesso legati alle catene montuose sottomarine. Credito: David Sandwell, SIO
A differenza dei puzzle però queste placche sono in continuo movimento reciproco. Quando entrano in collisione placche di diversa densità quella più ”pesante” scivola al di sotto di quella più leggera. All’aumentare della profondità aumenta la temperatura e le rocce iniziano a fondersi liberando gas. Questa massa fusa tende a risalire attraverso i materiali sovrastanti ed è la sorgente principale del magma che alimenta i vulcani.
I vulcani perciò segnano confini geologici ben precisi caratterizzati da elevata energia geotermica nonché forti tensioni meccaniche che, spesso, vengono rilasciate bruscamente originando i terremoti. Gli allineamenti di vulcani proseguono anche sotto il mare ed in particolare i grandi oceani sono caratterizzati da un sistema di dorsali molto attive con emissione di lava e fluidi geotermici ad alta temperatura. Lungo queste dorsali lo spessore della crosta oceanica è minimo e la lava emessa forma nuovo fondo oceanico tra placche divergenti il cui confine è segnato dalla dorsale. Le dorsali oceaniche si estendono per oltre 60.000 chilometri e sono il luogo del pianeta con la più intensa attività vulcanica con singole eruzioni in grado di emettere milioni di metri cubi di lava. Ad esempio, nel 1988 un vulcano attivo su un tratto della dorsale Pacifica chiamato “Juan de Fuca Ridge” ha emesso circa 31 milioni di metri cubi di lava da una frattura lunga 11 chilometri.
Molte delle dorsali oceaniche hanno al loro centro una profonda valle dai fianchi ripidi molto simile alla “Rift Valley” in Africa. Non è una coincidenza ma è dovuto al fatto che entrambe le strutture sono originate dalla stessa dinamica geologica. A contatto con l’acqua marina fredda, la temperatura sul fondo degli oceani è attorno ai 3 oC, la lava si solidifica formando vaste estensioni di quelle che sono dette “lave a cuscino”dalla loro tipica forma.
Nel 1977 un team di ricercatori del Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI) durante delle immersioni col sommergibile da ricerca Alvin lungo una delle dorsali del Pacifico fece una scoperta epocale. Fluidi caldissimi (oltre 400 oC) ed altamente mineralizzati venivano emessi da una serie di “camini” dal fondale oceanico.
L’origine della vita è stata una delle domande più enigmatiche di tutta la storia umana, e se avesse avuto inizio nelle profondità marine?
Inoltre un incredibile ecosistema si era sviluppato attorno a queste sorgenti geotermiche con una serie di organismi adattati a vivere immersi in fluidi tossici e nel buio totale. Oggi una delle ipotesi sulla nascita della vita sulla Terra considera queste sorgenti come uno dei probabili punti di origine dei primi organismi. Più recentemente, nel 2009, il WHOI ha usato uno dei suoi ROV “Jason” per esplorare un vulcano al largo delle Fiji e, per la prima volta, è stato possibile filmare un’eruzione sottomarina profonda. L’importanza ecologica dell’attività vulcanica sottomarina è enorme perché una larga parte dei nutrienti che alimentano la catena alimentare dei mari sono rilasciati proprio da emissioni mineralizzate subacquee.
Vulcani nel Mediterraneo
Vulcani sottomarini sono anche presenti nel nostro mare. In particolare nel Tirreno meridionale una serie di “seamounts” formano una catena di vulcani che sono stati attivi nel passato e che oggi sono, in parte quiescenti ed in parte estinti.
Altre forme di attività vulcanica sottomarina sono rappresentate da sorgenti geotermiche che emettono gas e acqua da fratture sul fondale. Spesso queste strutture sono associate con vulcani emersi come nel caso del Golfo di Napoli e delle Isole Eolie. Verso la fine del 2002 al largo dell’isola di Panarea (Eolie) si è verificata un’improvvisa emissione di gas e fluidi dal fondale marino a profondità variabile dai pochi metri a circa 25 metri. Il gas creò colonne di bolle chiaramente visibili dalla superficie con un continuo ribollire del mare. Il gas fu analizzato e risultò prevalentemente composto da CO2 (anidride carbonica) con presenza di composti dello zolfo.
Le conseguenze sull’ecosistema locale furono la creazione di zone di acqua acidificata e ricca in solfuri. Specifici batteri, in grado di vivere in queste condizioni, rapidamente colonizzarono le aree attorno alle emissioni. Con il passare degli anni la pressione del gas è diminuita ed il numero delle emissioni si è conseguentemente ridotto. E’ un fenomeno ciclico che era avvenuto anche in passato, come evidenziato da documenti dello storico di età Romana Strabone, e probabilmente si ripeterà in futuro a testimonianza dell’estrema dinamicità dei fenomeni vulcanici sottomarini.
I vulcani sottomarini sono pericolosi?
Come sempre dipende dalle condizioni ambientali; la pericolosità dei vulcani ad alta profondità e lontani dalle coste, come quelli delle dorsali oceaniche, è considerata minimale ed è improbabile che eruttando possano avere un impatto sulle infrastrutture umane. Cosa diversa è per le aree vulcaniche prossime alle isole ed ai centri abitati. In questi casi le attività vulcaniche e sismiche sottomarine costituiscono un rischio ben più elevato con potenziale formazione di tsunami di cui parleremo in un prossimo articolo.
Giorgio Caramanna
se non attribuite foto di Giorgio Caramanna .
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geologo (PhD) ed oceanografo, ha fondato la società di consulenza GeoAqua nel 2015 anche al fine di condividere la sua esperienza di ricercatore e subacqueo scientifico, sensibilizzando l’opinione pubblica sui principali problemi ambientali. In possesso di una notevole esperienza in idrogeologia e geochimica ed oltre quindici anni di esperienza come subacqueo scientifico in una varietà di ambienti ha condotto diverse attività di ricerca ed è sttao delegato del gruppo europeo di immersioni scientifiche. Ha lavorato come ricercatore presso molte istituzioni internazionali operando in ambienti multidisciplinari con diverse università. È autore di più di cinquanta articoli ed è revisore di riviste internazionali. Attualmente lavora negli Stati Uniti collaborando come consulente al Woods Hole Oceanographic Institution. Nel 2018 ha ricevuto il Tridente d’oro dell’Accademia Internazionale di Scienze e Tecniche subacquee. Non ultimo è main reporter di OCEAN4FUTURE dagli Stati Uniti