Vulcanologia

Cenni sui magmi

 

I magmi etnei si formano per fusione parziale delle rocce del Mantello terrestre a profondità dell’ordine di 100 - 150 Km, ben al di sotto della discontinuità sismica di Mohorövic o Mohö che separa il Mantello terrestre dalla Crosta.
In altre parole, provengono quasi esclusivamente da quella porzione del mantello superiore che geofisicamente viene definito (L.V.L. acronimo di Low Velocity Level o Astenosfera. Magmi di tipo acido invece, provengono prevalentemente dalla Crosta continentale per processi di fusione parziale di rocce Sialiche (Anatesssi) che si verificano durante le orogenesi e subordinatamente rappresentano il "distillato" per fenomeni di differenziazione magmatica di magmi basici.

Essi sono il risultato di una complessa serie di cristallizzazioni e sottrazioni di fasi solide (differenziazione magmatica: gravitativa, per filtro pressa, per flusso laminare), avvenuti durante la risalita dalle zone di origine alla superficie e possono mostrare pertanto ampie variazioni nella loro composizione chimico-mineralogico-strutturale.

In funzione delle loro proprietà fisiche (viscosità, tensione di vapore, densità, …) ma soprattutto delle condizioni tettoniche regionali e della natura delle formazioni rocciose sovrastanti, i magmi, soprattutto se acidi, generalmente più leggeri delle rocce incassanti, presentano una propria forza ascensionale (spinta di Archimede) che li rende capaci di intrudersi in grandi masse nella crosta terrestre, sollevando gli strati rocciosi e raggiungendo dimensioni talvolta gigantesche (Batoliti granitici e granodioritici) producendo delle fratture, a causa delle enormi tensioni meccaniche cui sottopongono le rocce, ed erompendo in superficie attraverso eruzioni di tipo esplosivo.
I magmi di tipo basico, tendono generalmente, a formare dicchi che si inseriscono lungo direttrici strutturali e fratture eruttive che si impostano lungo aree di debolezza strutturale. Durante la loro ascesa, i magmi, possono subire dei processi di differenziazione formando una serie di vulcaniti comagmatiche. Infatti, se un magma si raffredda lentamente, tenderà a segregare dei cristalli (fenocristalli) la cui composizione chimica sarà diversa da quella del magma iniziale. Conseguentemente, la massa silicatica fusa residuale, priva di questi minerali, cambierà continuamente la sua composizione chimica attraverso una complessa serie di processi di cristallizzazione frazionata.

E’ in questo modo che da magmi di tipo Olivin-Basaltico in via di raffreddamento, cominciano a segregarsi per cristallizzazione parziale, nesosilicati ricchi in ferro e magnesio (Olivine: miscele isomorfe di Forsterite e Fayalite - (Mg, Fe)2 [SiO4]) che essendo più pesanti della massa fusa residuale, tenderanno a stratificarsi verso il basso sottraendo al magma prevalentemente Magnesio e Ferro e subordinatamente Silice. La massa residuale, si arricchirà in Alluminio, Calcio e Alcali (prevalentemente: Na2O e K2O) dando vita ad un magma di tipo basaltico. Procedendo nella cristallizzazione frazionata si formeranno Inosilicati a catena singola (Pirosseni: miscele isomorfe di Enstatite e Ferrosilite -(Mg, Fe)2 [Si2O6] e Diopside: Ca (Mg, Fe)2 [Si2O6]) e quasi contemporaneamente Tectosilicati (Plagioclasi: miscele isomorfe di Albite: Na [AlSi3O8] ed Anortite: Ca [Al2Si2O8]. Tutto ciò, secondo la serie di cristallizzazione prevista da Bowen.
Questi minerali possono stratificarsi nelle parti più basse del magma residuale facendo variare ulteriormente la composizione chimica del magma residuale che tenderà a divenire di tipo trachiandesitico e procedendo nel tempo, di tipo Trachitico s.s.
Proseguendo nel complesso processo di differenziazione magmatica (prevalentemente gravitativo per cristallizzazione frazionata), I gas (prevalentemente Vapor acqueo e Anidride carbonica) che si liberano dal magma residuale, venutosi a trovare in condizioni di disequilibrio termodinamico, migrando verso l’alto, trasporteranno molecolarmente in soluzione gassosa, alcuni elementi chimici pneumatofili producendo così, un’ulteriore differenziazione del magma residuale (Differenziazione pneumatolitica).

A queste modalità di variazione della composizione chimica dei magmi, concorrono talora anche meccanismi di tipo geologico-strutturale e petrologici (Differenziazione per filtro-pressa) nonché processi di assimilazione e/o ibridismo.

Vedi anche Stato solido  cristallino e minerali