Insieme di processi attraverso cui il materiale roccioso fuso, o magma, risale dall'interno della Terra in superficie, con emissione nell'atmosfera di numerosi gas. La disciplina che studia tali fenomeni, nonché le strutture, i depositi e l'ambiente che essi generano è detta vulcanologia.

Magma e gas risalgono in superficie attraverso le zone più deboli dello strato più esterno della Terra, la litosfera, che si trovano soprattutto presso i margini delle zolle componenti la litosfera stessa (vedi Tettonica a zolle), dove appunto si riscontra la maggior parte dei fenomeni vulcanici. Laddove magma e gas riescono a raggiungere la superficie terrestre, attraverso condotti o fessurazioni della crosta, si formano strutture geologiche chiamate vulcani, dei quali esistono varie tipologie. Tipica forma di vulcano è quella del monte Fuji in Giappone, costituito da una struttura conica con cratere sulla sommità, dal quale (nel caso in cui il vulcano sia attivo) fuoriescono episodicamente ceneri, vapori, gas, roccia fusa e frammenti solidi, spesso in modo esplosivo. I vulcani attivi costituiscono meno dell'1% di tutti i vulcani presenti sulla Terra.

Almeno l'80% del vulcanismo avviene attraverso lunghe fessurazioni verticali della crosta terrestre, sviluppandosi principalmente lungo i margini cosiddetti costruttivi delle zolle, corrispondenti alle dorsali oceaniche. Qui viene prodotta continuamente nuova crosta oceanica, che determina così una continua espansione dei fondali: la maggior parte del vulcanismo attivo sul nostro pianeta si svolge infatti sul fondo dell'oceano e non è quindi visibile.

Vulcano di Santa Ana, El Salvador

Il vulcano di Santa Ana, con i suoi 2385 m, è il punto più alto di El Salvador, ed è stato la causa di numerosi terremoti ed eruzioni vulcaniche che hanno colpito il paese.

Il vulcanismo di superficie, o continentale, è molto meno importante di quello oceanico in termini di volume di magma emesso, ma interessa maggiormente la vita dell'uomo, che può rimanere vittima dei suoi effetti. L'attività di un vulcano può essere caratterizzata da violente esplosioni o anche da una tranquilla e continuativa effusione di magma che, quando raggiunge la superficie, prende il nome di lava.

Il vulcanismo lineare, o da spaccatura, è tipico delle dorsali oceaniche, ma può anche avvenire sulla terraferma e in qualche caso può essere molto spettacolare. I vulcani da spaccatura emettono grandi volumi di materiale molto fluido, che effondendosi ricopre vaste aree; eruzioni successive possono dar luogo alla formazione di piattaforme o plateau. Oggi i più classici vulcani di spaccatura si possono osservare in Islanda, situata sulla dorsale medio-atlantica. Tale vulcanismo di spaccatura sulle superfici continentali ha interessato soprattutto le epoche geologiche passate, com'è rilevabile dai grandi plateau presenti su tutti i continenti. Le effusioni basaltiche hanno formato, tra gli altri, il plateau del Deccan, nell'India centroccidentale, il bacino del Paraná, compreso fra Brasile meridionale, Argentina e Paraguay, il plateau della Columbia, negli Stati Uniti nordoccidentali, il Drakensberg Plateau in Sudafrica, e il plateau centrale dell'Isola del Nord della Nuova Zelanda.

Vesuvio

Il Vesuvio, unico vulcano attivo dell'Europa continentale, fa da sfondo scenografico alle rovine di Pompei, distrutta dall'eruzione del 79 d.C.

 

Il vulcano conico a versanti ripidi si forma in seguito all'eruzione di materiali solidi, o piroclastici (nel loro complesso detti tefra) di varie dimensioni, dalle ceneri ai macigni. Il materiale, scagliato in aria da eruzioni esplosive, tende a ricadere nelle immediate vicinanze del cratere, lo sbocco esterno del condotto vulcanico. Esempio ben conosciuto di questo tipo di vulcano è il Paricutín, in Messico, che iniziò a eruttare improvvisamente in mezzo a un campo il 20 febbraio 1943, innalzando in sei giorni un cono di ceneri alto 150 m e raggiungendo, alla fine di quell'anno, quasi 440 metri.

Pochi vulcani però emettono solo materiale piroclastico, così da formare coni di sole ceneri; di solito, durante le eruzioni, fuoriesce anche lava, cosicché la struttura vulcanica risultante è spesso formata da strati sovrapposti di lava e materiale piroclastico. Questi vulcani sono detti vulcani compositi, o vulcani-strato e sono i vulcani più grandi e conosciuti, come lo Stromboli e il Vesuvio in Italia, il Popocatépetl in Messico, il Cotopaxi in Ecuador, il Kilimanjaro in Tanzania e lo stesso Fuji. Talvolta il materiale vulcanico può essere emesso anche da aperture secondarie, spesso temporanee, situate lungo fianchi del vulcano.

Eruzione del Mauna Loa

Una spettacolare immagine dell'eruzione del 1983 del vulcano Mauna Loa, situato sull'isola principale dell'arcipelago delle Hawaii. Quelli hawaiani sono un tipico esempio di vulcani a scudo, generati da eruzioni esclusivamente effusive. I vulcani compositi invece, come il Vesuvio, sono il risultato dell'alternanza di reazioni effusive ed esplosive, con depositi stratificati di lava e materiali piroclastici solidi.

Il vulcano a scudo ha solitamente struttura allargata, con un diametro di base talora di parecchie decine di chilometri e versanti dall'inclinazione molto dolce, di solito inferiore ai 12°; generalmente si è formato in seguito a successive emissioni di lava basaltica fluida. I vulcani a scudo spesso hanno più di uno sbocco e presentano anche fessure lungo i loro fianchi, come nel caso dell'Etna, il più alto vulcano europeo, e dei grandi vulcani delle isole Hawaii. Queste isole sono costituite da un complesso di vulcani a scudo che si innalza dal fondo dell'oceano; il Mauna Loa, sull'isola di Hawaii, è tra quelli più recenti e si eleva per oltre 10.000 m dal fondo oceanico.

Parco nazionale Hawaii Volcanoes

Il parco nazionale Hawaii Volcanoes comprende due vulcani attivi, il Mauna Loa e il Kilauea. Il Mauna Loa ha eruzioni molto frequenti e regolari, generalmente una ogni quattro anni. La foto mostra una distesa di lava solidificata alle pendici del vulcano. Le caratteristiche forme ondulate sono chiamate localmente "pahoehoe".

Quando la crosta oceanica fonde in conseguenza del processo di subduzione, il magma formatosi risale verso l'alto lungo il piano di subduzione e alla fine viene eruttato in superficie, di solito sul lato interno, rispetto al continente, del margine della zolla. Questo processo fu alla base della formazione di estese catene montuose, come le Ande in Sud America e la cosiddetta Cordigliera nel Nord America, che comprende la Catena delle Cascate e le Montagne Rocciose. Quando il vulcanismo causato dalla subduzione avviene nell'oceano, si formano lunghe catene arcuate di isole vulcaniche, come il Giappone e le Filippine.

La maggior parte delle zone di subduzione della Terra si trova lungo il bordo dell'oceano Pacifico, e qui pertanto risiedono più di tre quarti dei vulcani di superficie estinti, quiescenti o attivi esistenti sulla Terra. Essi formano una fascia conosciuta come "anello di fuoco", caratterizzata per lo più da intensa sismicità. L'anello di fuoco si estende lungo le Ande, la Cordigliera nordamericana, le isole Aleutine, la penisola di Kamcatka, le isole Curili, il Giappone, le Filippine, Celebes, la Nuova Guinea, le isole Salomone, la Nuova Caledonia, e la Nuova Zelanda.

La cavità attraverso cui il materiale vulcanico viene emesso, detto cratere, nei vulcani inattivi si configura come una depressione, che spesso si riempie di acqua, formando dei laghi. Il più noto è il Crater Lake, nell'Oregon (Stati Uniti), del diametro di circa 8 km. In Italia, laghi originati da vulcani spenti sono quelli di Bolsena, Bracciano, Albano, Vico e Nemi nel Lazio e quello di Monticchio nel Vulture.

Talvolta la sommità del vulcano collassa nel condotto stesso, formando una depressione molto ampia, chiamata caldera, che può avere un diametro anche di molti chilometri. Le caldere si formano anche in seguito a violente esplosioni che fanno "saltar via" la sommità del vulcano, come è accaduto al Krakatoa, in Indonesia, nel 1883. Le onde di maremoto provocate dall'eruzione provocarono decine di migliaia di vittime in tutto il Sud-Est asiatico e il boato dell'esplosione si udì fino a 5000 km di distanza, mentre milioni di tonnellate di ceneri vulcaniche venivano scagliate nell'atmosfera.

Il materiale piroclastico assume forme assai varie, che vanno dalla consistenza della polvere, trasportata a grandi distanze dal vento, fino alle dimensioni di macigni del peso di oltre 100 tonnellate che, in eruzioni particolarmente violente, possono essere scagliati anche a parecchi chilometri dal cratere. Nelle eruzioni meno intense, i frammenti vulcanici non vengono scagliati verso l'alto ma, mescolati con gas caldissimi, scendono rapidamente lungo i versanti del vulcano sotto forma di nube ardente, che distrugge tutto ciò che si trova sul suo percorso.

Ogni vulcano può eruttare in molti modi diversi, ma certi tipi di eruzione tendono a essere associati a particolari tipi di vulcani. Ciò si riflette nella classificazione delle eruzioni vulcaniche: ogni categoria è identificata con il nome di un vulcano. Le eruzioni tipiche dei vulcani a scudo sono dette di tipo hawaiano. Eruzioni più esplosive sono classificate, in base a una scala di viscosità crescente del magma, come stromboliane (da Stromboli), vulcaniane (da Vulcano, nelle isole Eolie), vesuviane, pliniane e peléeane (da Pelée, nella Martinica). Le eruzioni vesuviane, pliniane e peléeane hanno il carattere più parossistico; portano all'espulsione di grandi quantità di ceneri e anche di blocchi di lava. Le eruzioni peléeane sono inoltre associate alle già citate nubi ardenti. L'8 maggio 1902, l'eruzione del Pelée distrusse la città di Saint-Pierre e provocò la morte di circa 30.000 persone, la maggior parte per gli effetti di una nube ardente.

Le eruzioni più violente tendono a verificarsi presso i margini delle zolle. Le due più grandi eruzioni vulcaniche a memoria d'uomo – quella del Krakatoa  e quella del Tambora – sono avvenute in corrispondenza della giunzione della zolla asiatica con quella australiana. Il Tambora, situato sulla costa settentrionale dell'isola di Sumbawa, nel 1815 ebbe un'eruzione che scoperchiò la metà superiore del vulcano e fece circa 50.000 vittime.

La lava derivata da magma molto fluido e mobile, che emergendo in superficie si solidifica rapidamente in una sottile crosta deformabile, assume la forma del materiale fuso che scorre al di sotto di essa. La lava derivata da un magma meno fluido, che raffreddandosi forma una "pelle" spessa e coriacea continuamente rotta dal magma che continua a scorrere al di sotto di essa, si presenta con una superficie estremamente irregolare. La lava detta a blocchi è anch'essa frammentata, ma con superficie più regolare. Non tutto il gas contenuto nel magma si diffonde nell'atmosfera nel corso di un'eruzione: una parte può rimanere intrappolata in piccole cavità, chiamate vescicole, che talora persistono anche quando la lava si è solidificata. La pomice è una lava consolidata particolarmente ricca di vescicole, così che questa roccia può galleggiare nell'acqua.

Le rocce che si sono formate per solidificazione di un magma sono dette rocce ignee o eruttive. Un flusso lavico solidificato in superficie è una roccia ignea, che però si presenta anche sotto altre forme. Spesso parte del magma non riesce a raggiungere la superficie: può fermarsi in cavità sotterranee o farsi spazio tra strati di roccia.

Il magma che si infiltra in aperture sotterranee solidifica sul posto formando intrusioni, spesso di grandi dimensioni. Un sill è un'intrusione a lastra che si infiltra nei giunti di stratificazione di una roccia sedimentaria. Quando la pressione del magma spinge la roccia sovrastante in modo da farle assumere una forma di cupola, generando un'intrusione a forma di fungo, si ha un laccolite. Un lopolite è un'intrusione appiattita che si forma quando il magma si infiltra tra livelli ripiegati di rocce stratificate; un facolite si infiltra fra gli strati nella zona di cerniera di una piega.

Quando un vulcano si estingue, oppure diventa quiescente, il magma rimasto nel condotto può solidificare dando luogo a una sorta di "tappo". Se la roccia circostante viene erosa con il tempo, il magma solidificato rimane isolato creando delle particolari formazioni a guglia, che risaltano nel paesaggio. La rocca del Castello di Edimburgo, in Scozia, è una guglia vulcanica. Se il vulcanismo ha luogo attraverso una fessura verticale anziché un condotto cilindrico, il magma, solidificandosi, dà luogo a un filone verticale di forma tabulare che prende il nome di dicco. L'esempio di dicco più impressionante è dato probabilmente dal Great Dyke dello Zimbabwe, ricchissimo di giacimenti minerari, che attraversa il paese per ben 480 km in direzione nord-sud.

Parco nazionale di Yellowstone

Old Faithful è il geyser più famoso e ammirato del parco nazionale di Yellowstone. La sua attività si manifesta con intervalli di tempo che vanno da 37 a 93 minuti, a seconda della durata dell'eruzione precedente.

Non tutti i punti caldi vulcanici del mantello si trovano negli oceani. Un esempio di punto caldo continentale è il Parco nazionale di Yellowstone, negli Stati Uniti. Attualmente non si verificano eruzioni vulcaniche a Yellowstone, ma la zona è caratterizzata da un intenso flusso di calore crostale, che produce sorgenti termali e i getti di vapore dei geyser.

Molti milioni di persone nel mondo vivono sotto la minaccia permanente di eruzioni vulcaniche, in particolar modo di tipo esplosivo. Eppure sono moltissimi, nel mondo, gli insediamenti situati in prossimità dei vulcani, nonostante un reale grave pericolo, perché i suoli prodotti dalla degradazione del materiale vulcanico sono assai fertili. Il vulcano Pinatubo, situato a nord di Manila, la capitale delle Filippine, ha avuto un imponente risveglio di attività nel 1991, scagliando nell'atmosfera milioni di tonnellate di ceneri. Queste, a causa delle intensissime piogge tropicali, hanno prodotto immense colate di fango che hanno ucciso 550 persone e ne hanno lasciate 650.000 senza tetto. Il caso del Pinatubo mostra quale pericolo ci sia nel considerare inattivo o estinto un vulcano: esso non aveva dato segni di attività per più di 600 anni.