Vulcani

Maars ed eruzioni freatiche



Un maar è un cratere vulcanico che si forma quando il magma entra in contatto con le acque sotterranee per produrre un'esplosione di vapore.

Ukinrek Maar: Vedute del cratere Maar East Ukinrek, che si è formato nell'aprile 1977 durante un'eruzione di 10 giorni. Questa eruzione ha fornito una rara - e la più recente - opportunità per i ricercatori di osservare la formazione di un maar per attività vulcanica. (UN) Una vista verticale del cratere che è di circa 300 metri di diametro. Non è visibile una cupola di lava alta 49 metri all'interno del cratere che ora è coperta dall'acqua. Il terreno che circonda il cratere è coperto di tephra in questa foto del luglio 1990 del Fish and Wildlife Service. Ingrandire. (B) Una fotografia dell'eruzione e pennacchio freatomagmatico scattata durante l'eruzione dell'aprile 1977. Immagine dell'indagine geologica degli Stati Uniti. Ingrandire. (C) Una vista della parete del cratere sud-est che mostra depositi stratificati di tephra prodotti durante l'eruzione del 1977. Circa 15 metri di tephra sovrastano un sottile strato di glaciale fino a che non si depositano depositi di cenere prodotti da una precedente eruzione nella Caldera di Ugashik. Immagine dell'indagine geologica degli Stati Uniti. Ingrandire. 1

Diagramma Maar: Vista in sezione attraverso un maar che mostra la diatreme scavata dalle esplosioni freatomagmatiche, l'anello di tufo della tefra che circonda il cratere e come la falda acquifera ha causato la formazione di un lago all'interno del cratere.

Molte delle eruzioni esplosive pre-1924 di Kilauea che produssero significativi depositi di cenere si verificarono probabilmente quando il cratere sommitale del vulcano era così profondo che il suo pavimento era sotto la falda acquifera, lasciando penetrare le acque sotterranee per formare un lago. Ogni volta che il magma esplodeva nell'acqua del lago, ne derivavano esplosioni violente di vapore e gas vulcanici, frammentando il magma in minuscole particelle di cenere e spingendo dal cratere nuvole di vapore carichi di cenere, estremamente calde e estremamente calde (picchi piroclastici). Immagine e didascalia di USGS.

Che cos'è un Maar?

Un maar è un cratere vulcanico poco profondo con lati ripidi circondato da depositi di tephra. I depositi di tephra sono più spessi vicino al cratere e diminuiscono con la distanza dal cratere.

Un maar è formato da una o più esplosioni sotterranee che si verificano quando il magma caldo entra in contatto con acque sotterranee poco profonde per produrre una violenta esplosione di vapore. Queste esplosioni schiacciano le rocce sovrastanti e le lanciano in aria insieme a vapore, acqua, cenere e materiale magmatico. I materiali di solito viaggiano dritti in aria e ricadono sulla Terra per formare i depositi di tephra che circondano il cratere. Se la tephra si litifica, diventerà una roccia ignea conosciuta come tufo.

Tufo: Se la tephra che circonda un maar si litifica, diventerà una roccia nota come "tufo". Il tufo è composto da frammenti di roccia e grandi pezzi di tefra in una matrice di cenere vulcanica. Immagine di Roll-Stone di Wikimedia.

Il fondo del cratere di un maar è di solito al di sotto della superficie del suolo originale. Dopo l'eruzione, un afflusso di acque sotterranee spesso trasforma il cratere in un lago poco profondo.

La maggior parte dei maar ha un diametro compreso tra qualche centinaio e mille metri e una profondità inferiore a cento metri. I più grandi maar del mondo sono gli Espenberg Maars nella penisola di Seward in Alaska. Questi maar sono larghi fino a 8000 metri e profondi fino a 300 metri. Si formarono durante il Pleistocene quando il magma basaltico ascendente incontrò il permafrost ghiacciato. Si ritiene che una fornitura lenta ma prolungata di acqua dal permafrost abbia contribuito all'enorme dimensione di questi maar. 2

Quanto sono comuni i maar?

I maar sono più numerosi di quanto si pensi. Dopo i coni di cenere, i maar sono la seconda forma di terra vulcanica più comune. 3 Se si esegue una ricerca nel database del Programma di vulcanismo globale della Smithsonian Institution, sarà possibile trovare centinaia di maar. 4

I maar sono sottorappresentati come elementi del paesaggio vulcanico perché sono di piccole dimensioni e privi di sviluppo verticale roccioso che li renderebbe resistenti agli agenti atmosferici e all'erosione. Poiché sono depressioni relativamente piccole e poco profonde, possono essere facilmente riempite di sedimenti e non riconosciute come caratteristiche vulcaniche.

Maars vicino a Duan, Germania: I primi maar che verranno descritti si trovano vicino a Daun, in Germania, mostrati in questa fotografia aerea di Martin Schildgen. Immagine utilizzata sotto una Licenza Creative Commons. Ingrandire.

Eruzioni Frreatiche

Le esplosioni che formano un maar sono conosciute come esplosioni freatiche. Sono guidati in parte dall'enorme e istantaneo cambiamento di volume che si verifica quando l'acqua lampeggia nel vapore.

Se improvvisamente riscaldato, un metro cubo di acqua si converte in 1.600 metri cubi di vapore. Se ciò accade al di sotto della superficie terrestre, il risultato può essere un'eruzione verticale di vapore, acqua, cenere, bombe vulcaniche e detriti rocciosi. I coni vulcanici prodotti da queste eruzioni sono costituiti per lo più da ejecta e di solito sono di bassissimo rilievo - solo poche decine di metri.

Cratere Elegante: Immagine di Landsat del cratere Elegante, Sonora, Messico. Questo maar è stato creato quando un'eruzione è esplosa attraverso la roccia basaltica di basalto in un'area in cui la falda non è abbastanza alta da inondare il cratere. Il cratere Elegante è il più grande di dieci maar nel campo del vulcano Pinacate. Ingrandire.

Eruzioni Freatomagmatiche

Alcuni magmi contengono enormi quantità di gas disciolto - a volte fino a diverse percentuali di gas in peso. Questo gas ha una pressione di confinamento molto alta perché il magma si trova sotto la superficie terrestre. Durante la formazione di un maar, la roccia sopra la camera del magma viene solitamente spazzata via. Ciò riduce improvvisamente la pressione confinata sul magma e sul suo gas disciolto. L'improvvisa riduzione della pressione consente un'espansione immediata e violenta del gas disciolto. Il magma quindi degrada come una lattina di birra scossa quando viene rimossa la linguetta. Quando il magma degassificato aumenta la forza esplosiva, l'eruzione è conosciuta come "phreatomagmatic".

Non tutte le eruzioni phreatic e phreatomagmatic si verificano dall'interazione del magma caldo con le acque sotterranee. Altre fonti d'acqua includono laghi, corsi d'acqua, oceano o permafrost in fusione.

Informazioni Maar
1 Vulcani della penisola dell'Alaska e delle Isole Aleutine: una raccolta di fotografie con descrizioni del Servizio geologico degli Stati Uniti, ultimo accesso a gennaio 2017.
2 I più grandi maar conosciuti sulla terra, la penisola di Seward, nel nord-ovest dell'Alaska: J.E. Beget, D.M. Hopkins e S.D. Charron; Artico, Volume 49, Numero 1, pagine 62-69, 1996.
3 The Hopi Buttes Volcanic Field: Mallory Zelawski, articolo sul sito web dell'Arizona Geological Survey, ultimo accesso a gennaio 2017.
4 Volcanoes of the World: database online gestito dal Programma di vulcanismo globale della Smithsonian Institution, ultimo accesso a gennaio 2017.

Esplosioni multiple

I maar sono generalmente formati da più esplosioni. Inizialmente possono esserci esplosioni simultanee a più profondità. Dopo le esplosioni iniziali, le acque sotterranee provenienti dalle terre circostanti iniziano a drenare verso il cratere e alimentano ulteriori esplosioni. Questi continuano fino a quando la fornitura di acque sotterranee locali è esaurita o la fonte di magma è stata esaurita o raffreddata. L'eruzione del 1977 al cratere Maar di Ukinrek orientale, mostrata nelle foto in cima a questa pagina, consisteva in una serie di esplosioni che persistettero per un periodo di dieci giorni.

Il più grande Maar conosciuto

Il più grande maar conosciuto sulla Terra è il Devil Mountain Maar Lake, situato nella parte settentrionale della penisola di Seward in Alaska. È stato prodotto da un'eruzione idromagmatica avvenuta circa 17.500 anni fa. L'esplosione si è diffusa su una superficie di circa 2.500 chilometri quadrati. La tephra ha uno spessore di diverse decine di metri vicino al maar e diminuisce con la distanza dal maar. 2

Autore: Hobart M. King, Ph.D.

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