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Paleomagnetismo e Vulcani


Vi sono oggi molte evidenze che suggeriscono che l’attività dei vulcani è spesso caratterizzata da “cicli” che mostrano caratteristiche simili tra loro, sia riguardo alla cronologia che al tipo di attività eruttiva. Poter valutare in quale punto di un determinato ciclo si trovi oggi un vulcano può essere dunque importante per poter vincolare meglio l’attività futura ed il rischio.
Comprendere la storia eruttiva passata di un vulcano richiede che i prodotti eruttivi affioranti siano datati. Normalmente la datazione viene ottenuta tramite metodi isotopici, soprattutto K/Ar e Ar/Ar. Tuttavia questi metodi sono costosi e richiedono tempo, così che generalmente solo poche unità vulcaniche risultano datate in questo modo. Per gli ultimi 60 000 anni si può anche usare il 14C su suoli intercalati con le vulcaniti. Tuttavia i suoli sono rari in vulcani (come l’Etna, ad esempio) caratterizzati da alta frequenza eruttiva.
Negli ultimi due decenni, si è registrato nella comunità scientifica un uso crescente del paleomagnetismo per datare i prodotti messi in posto dai vulcani italiani nel corso degli ultimi secoli o millenni. Quando le lave (o altri prodotti vulcanici) si raffreddano, registrano fedelmente la direzione del campo magnetico terrestre. Infatti, quando la temperatura della roccia scende sotto la temperatura di Curie dei minerali ferromagnetici, la roccia stessa acquisisce una magnetizzazione termorimanente parallela al campo magnetico esterno. Questa magnetizzazione è “congelata” nella roccia anche quando successivamente la direzione del campo magnetico esterno cambia. I parametri direzionali (declinazione ed inclinazione) del campo magnetico possono variare piuttosto velocemente, anche di circa 1° ogni 10 anni. Per esempio la declinazione magnetica all’Etna era di circa -17° duecento anni or sono, mentre oggi è di circa +2°.
Per ottenere le età richieste, le direzioni paleomagnetiche misurate nelle vulcaniti sono comparate a direzioni di riferimento in determinate finestre temporali, derivate da curve di riferimento della paleo-variazione secolare (PSV) del campo geomagnetico. Quindi la disponibilità di curve PSV (valide a scala regionale ma non globale) è necessaria per poter applicare la “datazione paleomagnetica”.
Per i vulcani dell’area mediterranea, valide curve di PSV vengono dalle osservazioni geomagnetiche dirette (per gli ultimi quattro secoli), dall’archeomagnetismo (numerosi data sets da varie regioni europee che arrivano fino a 8000 anni BP), e dal paleomagnetismo di carote sedimentarie ottenute da sedimenti lacustri olocenici-pleistocenici. I dati PSV di riferimento per l’Europa durante l’Olocene rilocalizzati a Stromboli da Speranza et al. (2008) sono mostrati in figura 1. 

Figura 1 Dati PSV di riferimento per l’Europa durante l’Olocene rilocalizzati a Stromboli da Speranza et al. (2008).

A partire dal 2003, il laboratorio di paleomagnetismo di Roma, in collaborazione con vulcanologi dell’INGV, ha iniziato a studiare la PSV del campo geomagnetico terrestre registrata nelle lave di Stromboli (fig. 2) e dell’Etna (fig. 3). 

Figura 2 Siti di campionamento paleomagnetico localizzati a Stromboli (da Speranza et al., 2008)

   

Figura 3 Siti di campionamento paleomagnetico localizzati su colate selezionate dell’Etna (da Speranza et al., 2006)

I risultati hanno consentito di datare molte lave emesse da entrambi i vulcani, e hanno fornito un quadro assai più dettagliato della loro storia eruttiva durante gli ultimi secoli e millenni (figg. 4 e 5). Per dettagli sui risultati sin qui ottenuti, vedi Speranza et al. (2004; 2005; 2006; 2008). 

Figura 4 

 

Figura 5 

 

 


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