La Terra sembra ferma e solida sotto i nostri piedi, ma in realtà è un pianeta vivo e in continuo movimento. Vulcani e terremoti sono le manifestazioni più spettacolari di questa attività interna, capaci di modellare i continenti e di influenzare profondamente la vita di chi abita il nostro pianeta.
Un pianeta che si muove sotto i nostri piedi
La Terra non è una palla uniforme di roccia, ma è formata da diversi strati concentrici che si comportano in modo molto diverso tra loro. All'esterno troviamo la crosta, sottile e solida, sotto la quale si estende il mantello, una zona dove le rocce sono parzialmente fuse e si muovono con estrema lentezza. Ancora più in profondità si trova il nucleo, fatto soprattutto di ferro e nichel, con una parte esterna liquida e una interna solidissima per via dell'enorme pressione. La temperatura aumenta scendendo verso il centro, fino a superare i cinquemila gradi, valori paragonabili a quelli della superficie del Sole. Questo calore interno è il vero motore di vulcani e terremoti, perché spinge le rocce del mantello a muoversi come acqua che bolle lentamente in una pentola. Pensa, ad esempio, alla cera di una candela che si scioglie e cola, oppure al miele denso che si muove con grande pigrizia in un vasetto rovesciato: sono immagini quotidiane che aiutano a immaginare cosa accade nelle profondità del pianeta.
Le placche tettoniche e i loro confini
La crosta terrestre, insieme alla parte più superficiale del mantello, è suddivisa in grandi frammenti rigidi chiamati placche o zolle tettoniche. Queste placche galleggiano sul mantello sottostante e si spostano di pochi centimetri all'anno, una velocità simile a quella con cui crescono le unghie delle mani. Quando due placche si scontrano frontalmente, una può infilarsi sotto l'altra dando origine a catene montuose o a fosse oceaniche profondissime. Quando invece si allontanano, lasciano spazio a magma che risale dal basso e forma nuova crosta, come accade lungo le dorsali sottomarine in mezzo agli oceani. Esistono poi confini in cui le placche scorrono una accanto all'altra, producendo enormi attriti che la roccia accumula per decenni. Un esempio quotidiano è quello di due libri spinti uno contro l'altro su un tavolo: prima resistono fermi, poi all'improvviso slittano di scatto, e proprio così si comportano le rocce lungo le faglie.
Che cos'è un vulcano e come funziona
Un vulcano è una struttura geologica attraverso cui materiali caldissimi provenienti dall'interno della Terra raggiungono la superficie. Sotto la crosta si forma una zona chiamata camera magmatica, dove il magma si raccoglie a temperature comprese tra i settecento e i milleduecento gradi. Quando la pressione diventa eccessiva, il magma risale lungo un condotto centrale e fuoriesce dal cratere, prendendo il nome di lava una volta esposto all'aria. Insieme alla lava vengono espulsi gas, vapore acqueo, ceneri leggerissime e frammenti di roccia chiamati lapilli e bombe vulcaniche. Si può immaginare il fenomeno come una bottiglia di bibita gassata agitata a lungo: quando si toglie il tappo, il liquido schizza fuori spinto dai gas che cercano una via di uscita. Allo stesso modo, un'altra immagine utile è quella di una pentola a pressione che fischia: la valvola lascia uscire il vapore, mentre il vulcano libera l'energia accumulata attraverso il cratere.
I diversi tipi di eruzione e di vulcano
Non tutti i vulcani si comportano allo stesso modo, perché la loro attività dipende soprattutto dalla composizione del magma e dalla quantità di gas disciolti al suo interno. Quando il magma è fluido e povero di gas, la lava cola dolcemente lungo i fianchi e forma vulcani a scudo, larghi e poco ripidi, come quelli delle isole Hawaii. Quando invece il magma è viscoso e ricco di gas, l'eruzione diventa esplosiva e produce nubi ardenti di cenere e lapilli, costruendo coni alti e ripidi chiamati stratovulcani. Il Vesuvio, vicino a Napoli, è un esempio celebre di stratovulcano e nel 79 dopo Cristo distrusse le città di Pompei ed Ercolano con un'eruzione di tipo pliniano. L'Etna, in Sicilia, è invece il vulcano attivo più alto d'Europa e alterna eruzioni effusive a fasi più esplosive, offrendo agli studiosi un vero laboratorio naturale. Esistono poi vulcani sottomarini, spesso invisibili, che con il tempo possono crescere fino a emergere e formare nuove isole, come è accaduto in Islanda con l'isola di Surtsey nel 1963.
Che cos'è un terremoto e perché avviene
Un terremoto è una vibrazione improvvisa del terreno provocata dal rilascio di energia accumulata nelle rocce della crosta. Lungo le faglie, due porzioni di roccia si premono o si sfregano per anni o decenni senza muoversi, fino a quando la forza in gioco supera la loro resistenza. A quel punto le rocce si spezzano e scivolano di scatto, liberando energia che si propaga sotto forma di onde sismiche in tutte le direzioni. Il punto interno in cui ha inizio la rottura si chiama ipocentro, mentre il luogo sulla superficie esattamente sopra di esso prende il nome di epicentro. Per capire meglio si può pensare a un ramo verde piegato lentamente tra le mani: per un po' resiste, poi si spezza all'improvviso con uno schiocco e una vibrazione che corre lungo tutta la sua lunghezza. Un altro esempio quotidiano è la corda di una chitarra che, tirata e poi rilasciata, vibra trasmettendo all'aria un suono percepibile a distanza.
Le onde sismiche e gli strumenti di misura
Quando avviene un terremoto, l'energia liberata viaggia attraverso la Terra sotto forma di onde di tipo diverso che gli scienziati hanno imparato a riconoscere. Le onde P, dette primarie, sono le più veloci e fanno vibrare le rocce nella stessa direzione in cui si propagano, comprimendole come una molla. Le onde S, dette secondarie, sono più lente e scuotono il terreno trasversalmente, come quando si agita una corda tenuta tesa per gli estremi. Infine ci sono le onde superficiali, le più lente ma anche le più distruttive, perché viaggiano lungo la superficie producendo gli scuotimenti che danneggiano gli edifici. Per registrare queste vibrazioni si usano i sismografi, strumenti molto sensibili che disegnano un tracciato chiamato sismogramma. L'intensità degli effetti su persone ed edifici si misura con la scala Mercalli, che va da uno a dodici gradi, mentre l'energia liberata si esprime con la scala Richter o con la magnitudo momento, basate su calcoli matematici e non sulle impressioni dei testimoni.
Vivere in zone a rischio: prevenzione e comportamento
L'Italia è un paese geologicamente molto giovane e attivo, situato proprio nella zona di scontro tra la placca africana e quella euroasiatica. Per questo motivo nel nostro territorio si trovano vulcani attivi come Etna, Stromboli e Vesuvio, e si verificano terremoti anche di forte intensità lungo l'Appennino e nel Nord-Est. Non si può impedire a un vulcano di eruttare né a un terremoto di accadere, ma si possono ridurre moltissimo i danni con la prevenzione e con la conoscenza. Gli edifici antisismici, ad esempio, sono progettati per oscillare senza crollare, un po' come un albero flessibile che resiste al vento mentre uno rigido si spezzerebbe. In caso di scossa è importante seguire alcune regole: 1. mantenere la calma, 2. ripararsi sotto un tavolo robusto o vicino a un muro portante, 3. allontanarsi da finestre, scaffali e oggetti pesanti, 4. uscire con ordine solo quando la scossa è terminata. Per i vulcani, invece, esistono piani di evacuazione che indicano in anticipo le vie di fuga, come quelli predisposti per le zone vicine al Vesuvio e ai Campi Flegrei.
Ricorda
Vulcani e terremoti sono espressioni della dinamica interna della Terra, mossa dal calore del nucleo e dal lento spostamento delle placche tettoniche. Un vulcano libera magma, gas e ceneri attraverso un cratere, mentre un terremoto rilascia energia accumulata nelle rocce lungo le faglie. L'ipocentro è il punto interno in cui inizia la rottura, l'epicentro è il punto in superficie sopra di esso, e le onde sismiche si distinguono in P, S e superficiali. La scala Mercalli misura gli effetti sentiti dalle persone, mentre la scala Richter misura l'energia liberata calcolata con i sismografi. La prevenzione, attraverso edifici sicuri, piani di evacuazione e comportamenti corretti, è lo strumento più efficace per ridurre i rischi nelle zone esposte.
Piccolo esercizio di verifica da svolgere sul quaderno: disegna uno schema di un vulcano in eruzione e uno schema di una faglia attraversata da onde sismiche. Per ciascun disegno indica con frecce e didascalie almeno cinque elementi (per il vulcano: camera magmatica, condotto, cratere, lava, nube di cenere; per il terremoto: ipocentro, epicentro, faglia, onde P, onde S). Sotto i disegni, scrivi tre frasi che spieghino con parole tue perché entrambi i fenomeni dipendono dal calore interno del pianeta.