L'ATTIVITA' ERUTTIVA DELL'ETNA

Le eruzioni vulcaniche possono essere effusive o esplosive. Su alcuni vulcani l'attività è prevalentemente di un solo tipo, su altri i due tipi di eruzione si alternano in epoche diverse o possono cambiare stile anche nel corso di una stessa eruzione.

Nelle eruzioni effusive si formano colate di lava che scorrono come fiumi lungo i versanti del vulcano, accrescendone le dimensioni. In quelle esplosive il magma viene frammentato in particelle più o meno piccole (da ceneri con dimensioni inferiori al millimetro a blocchi e bombe anche di metri) che prendono il nome di piroclasti. I piroclasti vengono scagliati in aria ad altezze che variano a seconda della violenza dell'esplosione.

Le esplosioni che causano la fratturazione del cono vulcanico o l'apertura del condotto e emettono gas e pezzi di roccia solida, senza che il magma arrivi in superficie, sono dette ultra-vulcaniane. Se insieme al gas, vengono eruttate ceneri e bombe, le eruzioni sono dette vulcaniane. Quelle che lanciano pezzi di magma incandescente a qualche centinaia di metri di altezza, sono dette stromboliane. Se il lancio di magma è copioso e ininterrotto si formano fontane di lava. Le fontane di lava sono fasi esplosive tipiche di eruzioni prevalentemente effusive come le hawaiiane.

I brandelli di lava che ricadono dalle fontane di lava o dalle esplosioni stromboliane si accumulano intorno alla bocca eruttiva formando coni di scorie. Se i pezzi di lava arrivano al suolo ancora caldi, si saldano fra di loro e formano accumuli detti spatter o spatter cone.

Le eruzioni esplosive più violente sono dette pliniane e formano colonne di ceneri, pomici e gas alte alcune decine di chilometri, oppure enormi flussi di prodotti piroclastici e gas che scorrono veloci al suolo. Attività di questo tipo è testimoniata sull'Etna solo nei depositi antichi.

Le eruzioni sono di tipo esplosivo quando il magma giunge in superficie insieme a una abbondante fase gassosa. Il gas può essere parte della miscela magmatica originaria oppure può derivare da acqua esterna che, a contatto con il grande calore sviluppato dal magma, passa rapidamente alla fase vapore.

In alcune esplosioni viene emesso solo vapore, senza che il magma arrivi alla superficie. Queste sono chiamate esplosioni freatiche. Se il magma entra in contatto con l'acqua e viene eruttato insieme al vapore, le eruzioni si chiamano freato-magmatiche.

Le eruzioni dell'Etna sono prevalentemente di tipo effusivo. L'attività esplosiva è limitata a fasi vulcaniane, ultra-vulcaniane, stromboliane e, più raramente, a fontane di lava di tipo hawaiiano. Solo alcuni depositi non recenti sono formati da prodotti piroclastici derivanti da attività esplosiva vera e propria. Per questo motivo l'Etna è considerato un vulcano relativamente poco pericoloso.

Alcune colate di lava possono spingersi a quote molto basse e arrecare grandi danni materiali, ma difficilmente rappresantano un pericolo per le vite umane. Al contrario le eruzioni esplosive sono molto pericolose e se gli insediamenti umani non sono tenuti a grande distanza possono essere causa di catastrofi.

Attività esplosiva ultra-vulcaniana

I prodotti delle esplosioni ultra-vulcaniane sono prevalentemente pezzi solidi derivanti dalla frammentazione dell'edificio vulcanico. L'esplosione può essere provocata da gas magmatici o dalla vaporizzazione di acqua.

All'Etna vi sono stati episodi di attività ultra-vulcaniana sia ai crateri centrali che lungo le fratture eruttive laterali. Le esplosioni ultra-vulcaniane ai crateri sommitali producono in genere blocchi spigolosi con dimensioni di 30-40 cm o più raramente 1-3 metri, insieme a particelle più piccole. I blocchi sono scagliati a brevi distanze dal cratere, da pochi a qualche decina di metri.

Questo tipo di esplosioni è frequente nei primi minuti o nelle prime ore di un'eruzione sommitale e rappresentano la liberazione del condotto dal materiale solido rimasto dall'eruzione precedente. Dopo questa fase il magma iuvenile raggiunge la superficie e l'eruzione diventa magmatica, con sporadiche esplosioni ultra-vulcaniane, fino a che l'attività stromboliana diventa predominante.

Anche dopo un certo tempo dall'inizio, quando l'eruzione è ormai puramente magmatica, possono verificarsi fasi ultra-vulcaniane alla stessa bocca eruttiva. Nell'agosto del 1979, nel corso di una fase di violenta attività stromboliana al cratere di Sud-Est, alcune esplosioni ultra-vulcaniane espulsero numerosi blocchi litici con dimensioni anche superiori ai 2 m che rotolarono fino a 300-400 metri dal cratere. In alcune eruzioni si sono formate bocche eruttive vicine, contemporaneamente interessate una da attività magmatica e l'altra da attività ultra-vulcaniana.

Violente esplosioni ultra-vulcaniane sono avvenute all'interno della Voragine o della Bocca Nuova. Quando il magma risale nel condotto, la Voragine può riempirsi completamente di materiale fuso, mentre quando il magma esce da bocche laterali o, comunque, si trova in profondità, la Voragine vuota è soggetta a frequenti collassi e ampliamenti.

Nell'aprile del 1980 il magma arrivò a circa 25 m dal bordo della Voragine e, dopo un'intensa attività stromboliana, sul fondo della Voragine si formò un lago di lava in via di raffreddamento, con attività fumarolica sul bordo.

Dalla metà di maggio si intensificò l'attività sismica e il 27 maggio, insieme a una scossa avvertita dalla popolazione, il fondo della Voragine esplose, probabilmente per la spinta di nuovo magma sotto la crosta ormai solida del lago di lava.

Alcuni blocchi di 1 metro e mezzo caddero vicini al bordo del cratere, altri furono stati lanciati a 300 metri. La distribuzione dei blocchi al suolo indicava che l'esplosione non era avvenuta con direzione verticale, ma con un angolo di inclinazione verso Nord-Ovest.

In precedenza, il 12 settembre del 1979, la stessa cosa era avvenuta alla Bocca Nuova e aveva causato la morte di nove turisti che stavano sul bordo del cratere e il ferimento di molti altri, anche lontani centinaia di metri dall'esplosione.

Le esplosioni ultra-vulcaniane delle eruzioni laterali, avvengono in genere nella parte alta della frattura, mentre nella parte più a valle le esplosioni sono magmatiche.

Nell'eruzione del marzo 1981, avvenuta lungo una frattura laterale di 8 km, le esplosioni ultra-vulcaniane erano localizzate nei punti dove la frattura attraversava alcuni bassi topografici. Negli altri segmenti della frattura, le esplosioni erano di tipo stromboliano e formavano accumuli e coni di scorie. Probabilmente le zone depresse contenevano acqua o ghiaccio che vaporizzavano per il calore che risaliva dalla frattura innescando esplosioni non magmatiche. Alcuni blocchi erano superiori al metro e venivano lanciati a 10 m dal punto dell'esplosione.

Altra testimonianza di attività ultra-vulcaniana laterale è presente lungo il sistema di fratture verso Nord-Est, intorno a 2350 m di quota, dove si trovano coni di blocchi di forma larga e bassa, attribuiti all'eruzione del 1809. I coni sono larghi alcune decine di metri con crateri profondi oltre 10 metri che tagliano rocce più antiche. Lo strato di blocchi che circonda il bordo del cratere ha uno spessore di pochi metri.

Nonostante la scarsa frequenza e la bassa intensità delle eruzioni ultra-vulcaniane all'Etna, queste esplosioni rappresentano uno dei principali pericoli di ferimento o di morte per le persone che si trovano nelle vicinanze del cratere.

Attività esplosiva stromboliana

L'attività stromboliana è la più comune forma di attività esplosiva dell'Etna. I lanci di brandelli di lava raggiungono altezze che vanno da pochi a qualche centinaia di metri. La massima altezza raggiunta dalle bombe è di 250-500 metri e solo sporadiche violente esplosioni hanno lanciato pezzi di lava a 700 e più metri di altezza. Ogni esplosione stromboliana è generalmente accompagnata da un forte boato.

Nell'eruzione dell'ottobre 1969 al cratere di Nord-Est le esplosioni stromboliane erano 3 o 4 al minuto, ma in altri casi hanno raggiunto frequenze di 30-50 esplosioni al minuto o si sono succedute con tanta rapidità da non poter essere distinte una dall'altra, fino a formare fontane di lava.

Un'attività stromboliana particolarmente violenta si è avuta nell'agosto del 1979 al cratere di Sud-Est dove pezzi di lava con dimensione del metro sono stati lanciati a 300 metri dal cratere. A 500 metri dalla bocca eruttiva sono state trovate bombe di lava di mezzo metro. Nella stessa eruzione, lapilli di 1-2 cm sono ricaduti in zone sottovento a 3,5 km di distanza e la cenere cadde fino all'aeroporto di Catania, a 29 km dal vulcano.

La violenza dell'esplosione dipende da numerosi fattori, tra i quali l'altezza della colonna di magma all'interno del condotto di risalita. Quando il magma si trova vicino alla superficie, la lava incandescente viene lanciata come un drappo sopra il bordo del cratere. I brandelli più grossi, anche parecchi metri, ricadono all'interno del cratere o si espandono sul bordo, mentre quelli più piccoli raggiungono altezze maggiori e cadono all'esterno del cratere.

Quando il magma si trova più in basso all'interno del condotto, le esplosioni provocano il lancio di materiale più frammentato che si alza sopra la bocca eruttiva come un fascio di pallini sparati da un fucile. Le esplosioni più forti sono spesso intervallate da numerose meno violente che producono scorie di pochi centimetri o di qualche decimetro.

La minore o maggiore esplosività delle eruzioni dipende dalla quantità di gas contenuto nel magma. Quando il gas forma delle bolle, queste possono esplodere e frammentare il liquido se la pressione interna alla bolla è maggiore di quella esterna. Inoltre, perché il magma possa essere frammentato in misura significativa, le bolle devono essere vicine le une alle altre e devono occupare gran parte del volume della massa che risale verso la superficie.

Il tipo di esplosione dipende anche dalla dimensione delle bolle gassose, cioé dalla loro possibilità di svilupparsi all'interno del magma. La crescita delle bolle dipende dalla capacità di movimento che queste possono avere all'interno del magma, fattore che a sua volta dipende dalla quantità di gas essolto, dalla viscosità del fuso e quindi dal suo grado di cristallizzazione e velocità di risalita.

Quando gas e liquido risalgono insieme nel condotto, con velocità più o meno simili, le bolle arrivano in superficie con dimensioni mediamente piccole, hanno poche possibilità di riunirsi e di formare bolle molto grandi. Il gas esce dal condotto trascinando il magma, ma frammentandolo solo in minima parte e, nei casi estremi, si formano le fontane di lava di tipo hawaiiano.

Se il liquido magmatico risale meno veloce delle bolle gassose, cresce la possibilità che si formino bolle molto grandi, dal momento che possono concentrarsi verso l'alto, venire a contatto e fondersi una con l'altra. Più le bolle sono sviluppate e più possono accelerare nel condotto, trovarsi molto vicine fra loro e ingrandirsi ulteriormente.

In superficie arriva in questo modo una miscela di bolle gassose con dimensioni variabili da molto grandi a piccole, separate da sottili pareti di liquido magmatico. Lo scoppio delle bolle più grosse dà luogo a sporadiche violente esplosioni, accompagnate da numerosi piccoli scoppi delle bolle più piccole.

Questo andamento, tipico dell'attività stromboliana, è la possibile spiegazione di quanto osservato alla Voragine nel 1979. Nel luglio del 1979 la profondità della Voragine era di circa 130 m dal punto più basso del bordo. Il fondo del cratere era occupato da un lago di lava la cui superficie si stava raffreddando. Le esplosioni stromboliane cominciarono dalla superficie del lago di lava, con una frequenza da una a 6 al minuto. Gran parte del materiale eruttato ricadeva all'interno del cratere.

Ad un tratto, tutto il lago di lava si gonfiò lentamente come una grande bolla e si fratturò mostrando la lava incandescente che stagnava sotto la crosta solida. La bolla scoppiò con un boato fragoroso e il materiale venne lanciato oltre 150 m sopra il livello del lago di lava. Esplosioni meno forti sui bordi del lago di lava scagliavano il materiale ad altezze di alcuni metri e accompagnavano il lancio con scoppiettii.

All'interno di uno stesso cratere possono verificarsi contemporaneamente fenomeni molto differenti. Lo scoppio di bolle molto grosse insieme a bolle più piccole causa simultanee esplosioni di intensità diversa, come avvenuto nel 1979 alla Voragine. In altri casi, all'interno di un cratere, si sono formate più bocche eruttive con attività nettamente differenti. Nel luglio del 1970, nel cratere di Nord-Est c'era una bocca principale con attività stromboliana mentre un'altra vicina, più piccola, aveva attività ultra-vulcaniana e eruttava vapore, piccoli frammenti litici e rare bombe di materiale iuvenile.

Attività contemporanea di diverso tipo si è avuta il 16 luglio del 1979, proprio mentre una campionatura in corso presso una bocca sul fondo del cratere di Sud-Est, rivelava che la pressione dei gas andava aumentando. Improvvise esplosioni ultra-vulcaniane costrinsero i ricercatori che si occupavano della raccolta di gas a una frettolosa fuga.

Subito dopo apparve il magma e già nel pomeriggio l'attività era di tipo stromboliano. Il giorno seguente cominciarono a eruttare numerose altre bocche sul fondo del cratere, mentre all'esterno, sulla parete Nord, le esplosioni vulcaniane formavano un piccolo cono di cenere.

Il 18 luglio il cono di cenere non era più attivo e una nuova bocca, più in basso, aveva una intensa attività stromboliana. Vicino a questa, un'altra bocca emetteva gas (in prevalenza idrogeno) che bruciava formando una fiamma di colore blu che si alzava per 5-10 m sopra il fondo del cratere.

Analoghe fiammate blu si levavano dal cratere principale interessato da attività stromboliana e crescevano in altezza durante le esplosioni, in modo che la base del getto stromboliano era circondata da un'aureola blu.

Il risultato dell'attività stromboliana è la costruzione di coni di scorie intorno al punto in cui avvengono le esplosioni. Negli ultimi 400 anni, gran parte delle eruzioni laterali dell'Etna hanno avuto episodi stromboliani sufficientemente prolungati da costruire coni di scorie.

I coni di scorie hanno fianchi ripidi e la cima occupata da uno o più crateri. Quelli dell'Etna hanno dimensioni che variano da pochi a più di 200 metri d'altezza. Lo sviluppo di un cono di scorie può essere molto rapido nelle fasi iniziali: il cono costruitosi durante le prime fasi dell'eruzione del 1974 raggiunse l'altezza di 100 m in meno di una settimana. Le dimensioni sono continuamente modificate dai franamenti che avvengono sia durante che dopo l'eruzione.

Alcuni coni dell'Etna sono strutture isolate, altri si trovano in gruppi concentrati verso l'alto delle fratture, spesso insieme a colate di lava nei tratti della frattura più a valle. I coni isolati sono in genere formati da una sola eruzione e raramente sono sede di attività successiva, tranne che nei crateri di Sud-Est e Nord-Est.

Il cratere di Nord-Est è quello che ha avuto l'attività più prolungata.Si è formato nel 1911 ed è stato la principale sede di attività persistente di questo secolo. L'attività è stata ininterrotta dal gennaio 1966 all'aprile 1971, mentre tra la metà di luglio 1977 e il marzo 1978 si sono susseguiti 23 brevi episodi eruttivi della durata di qualche ora ciascuno, ma con un elevato tasso di emissione di magma.

L'inizio delle eruzioni al cratere di Nord-Est è in genere annunciato alcuni giorni o ore prima da collassi all'interno del cratere, che formano dense colonne di fumo, a volte accompagnate da esplosioni vulcaniane con lanci di frammenti litici.

Molti coni di scorie dell'Etna hanno una forma a ferro di cavallo, aperta verso valle, provocata dalla fuoriuscita di colate di lava, sia contemporanee che successive alle fasi stromboliane. La lava che scorre impedisce l'accumulo delle scorie su quel lato o asporta quelle già ricadute. Se diminuisce o termina l'emissione di lave e la bocca eruttiva continua ad essere interessata da attività stromboliana, la forma conica può essere ricostruita in breve tempo.

Alcune colate si formano dalla stessa bocca in cui avvengono le esplosioni stromboliane, altre da bocche che si aprono ai piedi del cono. Queste possono causare il crollo di vaste porzioni dell'edificio vulcanico e trascinarle a valle insieme alla lava fluida.Nel 1978 la parte occidentale del cratere di Nord-Est si spostò di circa 200 metri dalla posizione originaria e la lava poté sgorgare copiosamente dalla parte centrale. Circa un quarto della struttura venne distrutta e il cono assunse la forma a ferro di cavallo.

A volte, come ad esempio nell'eruzione del 1974, si formano due coni allineati lungo una frattura, di cui quello a monte, formatosi per primo, risulta intero mentre quello a valle è parzialmente distrutto da una colata di lava. Evidentemente, la quantità di gas è stata abbondante e l'eruzione di tipo stromboliano fino a che si è costruito il primo cono e parte del secondo. Quando gran parte del gas è stata liberata, l'eruzione è diventata di tipo effusivo.

Nella cava di fronte a Monterosso è visibile una sezione di un cono di scorie. La base è formata da brandelli di lava ricaduti al suolo ancora caldi e saldati fra di loro mentre venivano in contatto. Nei singoli pezzi di lava si riconosce una parte esterna dello spessore di circa 1 cm che si era raffreddata durante il lancio in aria.

La parte superiore del cono di Monterosso è formata da scorie stratificate non saldate. Si vedono alcune grosse bombe, ma la maggior parte dei pezzi di lava più grossi sono rotolati durante l'eruzione verso il basso, mantenendo la forma del cono regolare e con fianchi molto inclinati.Tutti i prodotti sono di colore nero, tranne quelli più vicini alla bocca, che variano dal rosso all'arancio e al giallo per l'alterazione subita dall'attività fumarolica nel corso e dopo l'eruzione.

Attività esplosiva di tipo freato-magmatica

In tempi storici, l'Etna non ha avuto eruzioni di tipo freato-magmatico. Fenomeni esplosivi causati dall'interazione tra acqua esterna e magma potrebbero essere possibili solo nel caso di apertura di bocche vicino alla linea di costa o sotto grossi accumuli di neve e ghiaccio, peraltro mai così abbondanti da non potersi risolvere con una sola fase esplosiva iniziale.

Vi sono però depositi piroclastici che testimoniano passati episodi esplosivi freato-magmatici, forse avvenuti in epoche in cui la copertura di neve e di ghiaccio era molto più consistente e più ampia dell'attuale.

Una delle strutture formatesi in seguito a attività freato-magmatica è il cono del Trifoglietto II, visibile sulla parete occidentale della Valle del Bove. Dai resti non è possibile ricostruire le sue dimensioni originarie esatte, ma il suo diametro basale doveva essere intorno ai 3 km e l'altezza di almeno 300 m.

L'origine freato-magmatica del cono è stata dedotta dallo studio dei prodotti che lo compongono e, in particolare, dalla forma delle particelle di cenere e dalla presenza di cristalli formatisi nel magma e frantumati durante l'eruzione. La violenta attività esplosiva del Trifoglietto II, o di un centro simile vicino e contemporaneo, è testimoniata da depositi di cenere che si trovano a Sud Est del cono, di spessore superiore ai 12 m a 13 km dal punto di emessione.

Le ceneri sono di colore giallo, hanno dimensioni mediamente inferiori al millimetro e contengono sottili strati di granuli più grossolani formati da frammenti di cristalli. Vi sono anche alcuni strati e lenti di lapilli di scorie nere.

L'alto grado di frammentazione del magma che ha prodotto le piccole particelle di cenere, la presenza di cristalli juvenili fratturati e il colore giallo dovuto all'alterazione chimica dei prodotti che avviene quando vi è abbondante gas, sono tutti elementi che indicano un evento freato-magmatico. Gli strati di lapilli testimoniano brevi fasi meno violente, di tipo stromboliano, probabilmente avvenute in circostanze di mancato contatto fra acqua e magma.

Nelle fasi finali, l'attività del Trifoglietto II diventa di tipo effusivo e colate di lava spesse centinaia di metri, alternate a scarsi prodotti piroclastici, ricoprono i fianchi esterni del cono. L'acqua che interagiva con il magma si è probabilmente esaurita oppure ha avuto un impedimento a penetrare nel condotto dalla stessa formazione e crescita del cono.

Attività esplosiva con formazione di flussi piroclastici e lahar

Non è raro che i vulcani caratterizzati da attività prevalentemente effusiva abbiano nel corso della loro storia episodi esplosivi anche molto violenti. Sui fianchi Sud-Ovest dell'Etna, a Biancavilla e a Montalto, si trovano due depositi di flussi piroclastici (ignimbriti) insieme a depositi di colate di fango (lahar), probabilmente eruttatti durante le fasi di formazione della caldera di Vavalaci.

Non si trovano intorno all'Etna altri estesi depositi da flusso, anche se è possibile che siano stati ricoperti dalle lave dell'attività effusiva successiva.

L'ignimbrite di Biancavilla, messa in evidenza da una profonda gola, è stata datata intorno a 15000-15500 anni fa. Il deposito è diviso in due parti con caratteristiche diverse: l'unità superiore, con spessore massimo visibile di 7 metri, non è saldata e consiste in cenere con sparse pomici di diametro inferiore ai 10 cm, senza stratificazione o selezioni granulometriche.

La parte inferiore ha spessori variabili da 2 a 8 m e presenta concentrazioni di grossi blocchi litici verso l'alto. Questa caratteristica fa pensare che si tratti di materiale franato dall'edificio vulcanico, piuttosto che di un flusso piroclastico vero e proprio.

Il deposito visibile a Montalto, datato intorno a 14180 anni fa, ha uno spessore inferiore ai 5 m e, benché presenti alcune variazioni, è simile all'unità superiore di Biancavilla, con grosse pomici scure disperse in una matrice di cenere. Frammenti litici raccolti durante lo scorrimento del flusso si trovano alla base del deposito.

Attività effusiva

Le lave prodotte dall'attività effusiva dei vulcani hanno caratteristiche molto diverse a seconda che le eruzioni avvengano sulla superficie terrestre o sott'acqua. Le lave emesse in ambiente subacqueo si raffreddano al contatto con l'acqua e tendono a formare strutture rotondeggianti, dette lave a cuscino o pillow lava. Ogni pillow è ricoperto da una crosta vetrosa e è intensamente fratturato per il rapido raffreddamento.

Le ialoclastiti (dal greco, pezzi di vetro) sono i depositi formati dai pezzi di crosta che si staccano dalla superficie dei cuscini di lava. Quando i depositi di ialoclastiti sono particolarmente estesi, è probabile che le eruzioni siano state di tipo esplosivo e che i frammenti di magma si siano trasformati in vetro per il contatto con l'acqua.

Le colate di lava subaeree vengono indicate con differenti termini di origine hawaiiana a seconda delle strutture che presentano in superficie. Le lave aa sono quelle ricoperte da detrito che deriva dalla fratturazione della crosta fredda superiore. Quelle pahoehoe hanno una crosta superficiale sottile, liscia o corrugata con tipiche forme dette a corde.

Le strutture che si formano sulla superficie delle colate sono importanti perché riflettono molte proprietà della lava. La superficie aa si forma nelle colate viscose che si muovono lentamente e nelle quali la temperatura diminuisce bruscamente nei 20-30 cm superficiali, formando una crosta solida.

Una volta formatasi, la crosta fredda isola la lava dal contatto con l'aria e il calore interno si disperde molto lentamente. Con la distanza, la crosta superficiale aumenta di spessore e il movimento della lava calda sottostante la rompe in blocchi di diverse dimensioni (autobrecciatura).I blocchi sono trasportati sopra il flusso e ricadono ai lati e dal fronte, formando gli argini laterali e lo strato di detrito sopra il quale avanza la colata.

Le strutture pahoehoe si formano nelle lave fluide che scorrono velocemente. La crosta fredda è molto sottile e il movimento della lava sottostante la deforma plasticamente.

La lava scorre spesso arginata all'interno di un canale, soprattutto vicino alla bocca eruttiva. Gli argini del canale possono crescere fino a congiugnersi a formare un tubo chiuso. Da quel momento, la lava rallenta la dispersione del calore e può coprire distanze molto lunghe. Nel punto in cui la lava torna a scorrere all'aperto, si formano delle bocche effimere. I tubi di lava sono particolarmente sviluppati nelle colate pahoehoe, ma si formano anche in alcuni tratti delle colate aa.

a) vulcanismo sub-acqueo

Le prime eruzioni dell'Etna sono state colate di lava emesse all'interno di un bacino marino poco profondo. Non è possibile ricostruire le dimensioni del bacino e delle colate, in quanto quasi tutto è stato riempito e cancellato dall'attività successiva.Solo lungo la costa a Nord di Catania, nei centri di Aci Trezza e Aci Castello e un paio di km verso l'interno nei pressi di Ficarazzi sono visibili i prodotti di questa prima attività etnea.

In alcune zone (alle spalle del paese di Aci Trezza verso l'interno, lungo la spiaggia e sulle isole Ciclopi), l'erosione ha messo in evidenza masse di magma intruse tra i depositi marini (Argille Marnose azzurre) e raffreddate senza raggiungere la superficie. Il raffreddamento ha prodotto nella massa di magma un processo di contrazione e di fratturazione che ha formato grosse colonne poligonali.

Il roccione su cui sorge la torre normanna di Aci Castello è un accumulo di lave emesse in ambiente sottomarino con le caratteristiche forme a cuscino, associate a depositi di ialoclastiti.

Le argille bianche che ricoprono le rocce vulcaniche intrusive, visibili attualmente nella parte superiore delle due maggiori isole dei Ciclopi, sono state in alcuni punti perforate dal magma che è riuscito ad arrivare in superficie e a riversarsi in acqua formando le lave a cuscino che ricoprono il fondale marino.

In molti pillow sono visibili sia le fratture radiali che quelle concentriche prodotte dal contatto con l'acqua dei brandelli di lava che entravano in mare. La superficie esterna dei pillow consiste in una sottile crosta vetrosa con minuscole bolle di gas, mentre la parte interna presenta allineamenti lungo fasce concentriche di bolle più grosse.

Vicino a Valcorrente e al fiume Simeto nei pressi di Adrano le colate di lava subaeree presentano strutture a pillow, tipiche di quelle emesse in ambiente marino. E' possibile che in quelle località le colate abbiano incontrato le acque di un lago o di una laguna costiera.

b) colate di lava aa

Le pendici dell'Etna sono ricoperte da campi di lava formati sia da flussi singoli che compositi, con predominanza dei secondi. Alcuni flussi sono lunghi e sottili, biforcati o no nelle zone a valle, altri sono ampi e a forma di ventaglio.

Molte colate di lava dell'Etna hanno una superficie di tipo aa.In alcuni casi, la lava è molto viscosa già vicino alla bocca eruttiva, perché possiede una temperatura relativamente bassa, come nel caso di una breve e spessa colata emessa nella prima fase dell'eruzione laterale del 1974. Più frequenti sono le colate che presentano strutture di tipo pahoehoe vicino alla bocca eruttiva o nei pressi di bocche effimere e che diventano aa solo dopo un certo tragitto.

In genere, le lave dell'Etna emesse nel corso della debole attività persistente sommitale hanno una temperatura più bassa rispetto a quelle eruttate da bocche laterali o nel corso di episodi violenti al cratere centrale.

La colata formatasi nel 1974 contemporaneamente all'attività stromboliana, era alta 10-15 m e lunga poche centinaia di metri, con un fronte molto ripido, dal momento che scorreva con fatica e tendeva ad accumularsi. La superficie era ricoperta da blocchi di scorie e da pezzi di lava derivanti dall'autobrecciatura della crosta, con dimensioni medie di 20 cm o più grandi. Durante la fase successiva, mentre l'attività esplosiva andava diminuendo, venne eruttata lava più fluida.

La durata dell'eruzione ha una grande influenza sulla forma finale della colata. La durata media delle eruzioni laterali dell'Etna è di 22 giorni, ma vi sono episodi che si sono esauriti in poche ore e altri che si sono protratti per mesi, fino a un anno. L'attività iniziata al cratere di Nord-Est nel gennaio del 1966 si protrasse per oltre 5 anni. L'eruzione più prolungata è stata quella laterale del 1614-1624 che formò un vasto campo di lave pahoehoe.

Le eruzioni brevi, in genere non oltre le 48 ore, formano flussi singoli con una spessa crosta solida e brecciata. Lo scorrimento di questi flussi è favorito sui terreni ripidi, dove si possono formare anche stretti canali di deflusso. La colata del 1981 sul fianco Nord ha ricoperto, in circa 40 ore, 4 km2 di terreno.

Nelle eruzioni prolungate si formano flussi composti, con numerose sovrapposizioni, straripamenti di argini e biforcazioni. Durante le fasi finali dell'eruzione del 1983, si formò un ventaglio di colate, alimentate da bocche effimere poste a oltre 3 km di distanza dalla bocca principale. Grazie allo scorrimento all'interno dei tubi, la fluidità della lava a quella distanza era simile a quella della lava vicino al punto di emissione. Il tasso di emissione dalle singole bocche effimere era basso e le piccole colate solidificavano con strutture pahoehoe.

La lunghezza del percorso di una colata di lava dipende da numerosi fattori come il volume totale del magma eruttato, la modalità di scorrimento del flusso, l'inclinazione o meno del terreno su cui scorre, la possibilità che si formino tubi di lava, ecc., ma è probabile che il fattore determinante sia il tasso di emissione, specie se la colata è più lunga di 1 km.

Il volume di magma emesso in un secondo (tasso di emissione) varia da eruzione a eruzione e anche nel corso di un solo evento. Mediamente le eruzioni sui fianchi dell'Etna hanno tassi di emissioni di 8 m3 al secondo. L'attività persistente ha tassi di emissione inferiori al m3 al secondo. La misurazione esatta di questo dato è comunque molto difficile.

Alcune eruzioni dell'Etna formano flussi molto alti e poco lunghi, come nel caso della colata della Montagnola del 1763. La forma di questa colata, alta più di 50 m, ampia e molto breve, fa pensare che si siano susseguiti piccoli flussi incapaci di percorrere lunghi tratti, che sono straripati e si sono allargati sopra il canale iniziale. Osservando anche altri flussi, si è notato che quelli con tasso di emissione inferiore a 8 m3 al secondo non percorrono più di 8 o 9 km, anche quando il loro volume è grande.

Il volume totale di lava che viene emesso nel corso di un'eruzione laterale dell'Etna è mediamente di 0.03 km3. Gran parte delle eruzioni più voluminose hanno avuto volumi inferiori a 0.15 km3 e poche eruzioni storiche hanno superato questo volume. Nel corso della più voluminosa eruzione storica, quella del 1614-1624, sono stati eruttati circa 2 km3 di lava, sebbene questa eruzione sia stata del tutto inusuale sia per la durata che per il tipo di lave, prevalentemente di tipo pahoehoe.

In linea generale, le eruzioni dell'Etna con alti tassi di emissione (circa 20 m3 al secondo) sono di breve durata, mentre quelle con tassi di emissione bassi (meno di 10 m3 al secondo) sono più prolungate nel tempo.

b) colate di lava pahoehoe

Molte strutture di tipo pahoehoe si formano vicino alle bocche eruttive o alle bocche effimere di colatee prevalentemente di tipo aa.

Quattro colate avvenute in tempi storici sono caratteristiche per le loro strutture pahoehoe: quelle del 1614-24, 1651-53, 1764-75 e 1792-93. Queste eruzioni si sono prolungate nel tempo più della durata media delle eruzioni dell'Etna, hanno avuto tassi di emissione molto bassi, intorno a qualche metro cubo al secondo e grossi volumi.

La lunga durata dell'eruzione ha permesso la formazione di una fitta rete di tubi entro i quali la lava ha potuto scorrere e mantenere un'elevata temperatura. Una volta uscita dal tubo attraverso le bocche effimere, la lava formava numerosi brevi flussi ancora ad alta temperatura, che raffreddavano con strutture pahoehoe.

I tubi di lava rimasti dopo queste eruzioni hanno diametri che variano da meno di un metro a diversi metri. La Grotta degli Inglesi, formatasi nell'eruzione del 1614-24, ha segni di collassi delle pareti e del soffitto avvenuti già nel corso dell'eruzione.

La superficie delle colate phaoehoe è punteggiata da tumuli formati da pezzi di crosta trascinati in un mulinello a spirale. I tumuli dell'Etna hanno dimensioni molto ampie rispetto a quelli osservati su altri vulcani. Alcuni mega-tumuli presenti lungo la colata 1614-24 hanno un diametro di circa 1 km.

Il campo di lava formato dall'eruzione del 1614-24 ha una morfologia caratterizzata da una serie di terrazzi tra 2320 e 1600 m s.l.m. Questi terrazzamenti sono il risultato del ristagno di lava fluida, intrappolata tra gli argini arcuati che si formavano in superficie per il lento avanzamento del fronte.

La parte pianeggiante dei terrazzamenti è abbastanza liscia, con varie strutture pahohoe, corde e tumuli, di piccola scala. Nelle parti più pendenti il flusso è di tipo aa, mentre in altre zone presenta numerosi mega-tumuli.
Il flusso del 1651-53 sul fianco Ovest, ha molte caratteristiche in comune con quello del 1614-24, anche se i terrazzamenti e i mega-tumuli sono meno sviluppati. Tra le eruzioni preistoriche vi sono esempi di campi di lava pahoehoe molto più numerosi che non nelle colate recenti, dove le strutture di questo tipo sono limitate a sporadici punti nelle colate aa.


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