Colata Piroclastica

Una colata piroclastica è un flusso di materiale incoerente (cenere, frammenti di roccia, frammenti juvenili, cristalli) e gas che si muove in risposta alla gravità. Il termine colata Piroclastica deriva dalle parole greche per "fuoco" e "frammenti"; le colate piroclastiche sono anche dette nubi ardenti (dal francese nuée ardente), termine utilizzato per la prima volta nel 1902 per descrivere l’eruzione del vulcano la Pelée in Martinica.

Le colate piroclastiche si possono formare in diversi modi, possono formarsi in seguito al collasso della colonna eruttiva o formarsi per collasso o esplosione di duomi vulcanici. Queste colate sono estremamente dense e possono contenere fino all’80% di materiali incoerenti. Le colate piroclastiche sono flussi fluidizzati in quanto contengono grandi quantità di gas vulcanici e aria derivante dall’interazione del flusso piroclastico con l’ambiente esterno.
Le colate piroclastiche si muovono in maniera estremamente veloce, con velocità che possono raggiungere i 700 Km/h con temperature fino a 1000°C. la loro velocità dipende dalla densità della colata stessa, dal tasso di emissione dal condotto vulcanico e dall’acclività del pendio da cui scendono.

Le colate piroclastiche possono suddividersi in Ignimbriti e nubi ardenti, le ignimbriti contengono principalmente materiale vescicolato mentre le nubi ardenti, meno dense, contengono principalmente cenere e materiale meno denso rispetto alla ignimbriti. Le colate piroclastiche che contengono un quantitativo di gas molto superiore rispetto ai materiali solidi vengono definite “surge”; i Surge sono caratterizzati da una bassissima densità e sono capaci di scorrere in contropendenza, anche su pendii molto ripidi.

Tipi di flussi piroclastici. Immagine modificata da MacDonald (1972).

Soufrière Type: La colonna eruttiva non è sostenuta per molto tempo (a causa della diminuzione della pressione), cosi che la colonna eruttiva collassa formando numerose colate piroclastiche che discendono i fianchi del vulcano. (St. Vincent, 1902).

Pelée Type: Un duomo (a composizione riolitico-dacitica) ostruisce il condotto. Se la pressione interna al condotto è elevata si può avere un eruzione laterale (monte pelee 1902).

Merapi Type: Un duomo (a composizione riolitico-dacitica) cresce all'interno del cratere. Se diviene abbastanza grande, può collassare sotto il suo stesso peso, producendo colate piroclastiche. (Merapi, Idonesia 1951; Unzen, Giappone 1991; Montserrat, Caraibi, 1996).

I principali meccanismi di formazione delle colate piroclastiche sono:

• Collasso della colonna eruttiva: si formano per il collasso della colonna eruttiva durante le eruzioni pliniane (come ad esempio durante l’eruzione del Vesuvio che distrusse Pompei). Durante le eruzioni pliniane, il materiale eruttato riscalda l’aria soprastante per convezione, favorendo la risalita del materiale stesso. Se però il tasso di materiale eruttato è insufficiente allora la colonna eruttiva tenderà a collassare su se stessa, scorrendo lungo i fianchi del vulcano e generando flussi piroclastici e nubi ardenti.

• Collasso di un duomo lavico: In seguito al collasso del duomo vulcanico si generano valanghe e colate piroclastiche.

• Lateral Blast (o eruzioni laterali, come l’eruzione del 1982 al St.Helen)

Le colate piroclastiche sono formate da una parte basale (basal flow) che scorre a contatto con il suolo, contenente frammenti di roccia, frammenti juvenili e da una nube di cenere soprastante il basal flow; la nube al di sopra del basal flow, a causa del moto turbolento, richiama aria al suo interno e tende a espandersi man mano che la colata piroclastica avanza. Le colate piroclastiche sono capaci di muoversi per lunghi tratti anche al di sopra dell’acqua; quando la colata incontra l’acqua il materiale pesante (rocce e cristalli) precipita in acqua. La temperatura estremamente alta della colata causa inoltre l’evaporazione istantanea dell’acqua, favorendo e incentivando lo scorrimento della colata stessa, in quanto si forma uno strato di vapore tra la colata e la massa d’acqua.

Bibliografia

Le informazioni contenute in questa pagina sono tratte da:
• Cox et al. (1979): The Interpretation of Igneous Rocks, George Allen and Unwin, London.
• Howie, R. A., Zussman, J., & Deer, W. (1992). An introduction to the rock-forming minerals (p. 696). Longman.
• Le Maitre, R. W., Streckeisen, A., Zanettin, B., Le Bas, M. J., Bonin, B., Bateman, P., & Lameyre, J. (2002). Igneous rocks. A classification and glossary of terms, 2. Cambridge University Press.
• Middlemost, E. A. (1986). Magmas and magmatic rocks: an introduction to igneous petrology.
• Shelley, D. (1993). Igneous and metamorphic rocks under the microscope: classification, textures, microstructures and mineral preferred-orientations.
• Vernon, R. H. & Clarke, G. L. (2008): Principles of Metamorphic Petrology. Cambridge University Press.

Foto
Cristalli di plagioclasio e pirosseno in un deposito piroclastico. kirishima, Gaippone. Immagine a N//, 2x (lato lungo = 7mm)	Cristalli di plagioclasio, magnetite e pirosseno in un deposito piroclastico. kirishima, Gaippone. Immagine a N//, 2x (lato lungo = 7mm)	Cristalli di plagioclasio e pirosseno in un deposito piroclastico. kirishima, Gaippone. Immagine a NX, 2x (lato lungo = 7mm)
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