Vulcani ed energia pulita
30 maggio 2023I vulcani: un mondo in costante cambiamento








Le rocce più comuni della crosta terrestre sono costituite da una trentina di minerali, che si classificano in base all'anione che caratterizza il minerale. I minerali sono quindi divisi in: solfuri, alogenuri, ossidi, carbonati, solfati e silicati.
Il gruppo di gran lunga più abbondante sulla Terra è quello dei silicati, caratterizzati dallo ione silicato a geometria tetraedrica. I silicati sono suddivisi in sette gruppi principali:
In base alle loro caratteristiche chimiche e fisiche possiamo suddividere i silicati in due grandi categorie:
Infine, l'8% della crosta terrestre è costituito da minerali non silicati, tra cui i più importanti sono: i carbonati, i solfati e alogenuri, gli ossidi e idrossidi, i solfuri, gli elementi nativi.
I minerali sono per la maggior parte aggregati tra loro a formare le rocce. In base al processo di formazione è possibile dividere le rocce in tre grandi gruppi:
Attraverso il processo litogenetico, le rocce possono passare da un gruppo genetico a un altro, passando attraverso differenti processi.
Il riconoscimento di una roccia si basa essenzialmente sul tipo di composizione e di tessitura che essa possiede. La composizione, che può essere intesa come chimica o mineralogica, si determina riconoscendo i minerali presenti. La tessitura invece è la disposizione spaziale dei minerali, la loro forma e le loro dimensioni.
-Cinnirella Matteo e Gabriel Basile
Fonti:
https://www.rocks.unipr.it/classificazione/ https://encrypted-tbn0.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcRmERIaIms0ZiwXjCXA4R75vBs2uNd6R6eqyg&usqp=CAU https://encrypted-tbn0.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcSOb3idZ9xwgwz06z8xpDe4soNKfWp7WY85nA&usqp=CAU https://encrypted-tbn0.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcSa7g8f18Bq9cdCAjK9ebqS6qJHQSVHBxPs1g&usqp=CAU https://encrypted-tbn0.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcSBU3lt8LW_EcPRPmfABSgl1AU9P5uPJ6M-lA&usqp=CAU
Un minerale è una sostanza solida naturale e avente una composizione chimica ben definita espressa da una formula chimica.
La crosta terrestre è costituita quasi per il 90% da quattro elementi chimici: ossigeno, silicio, alluminio e ferro
I minerali possono formarsi in modi diversi:
• molti si formano per raffreddamento dal magma, una massa di materiali rocciosi allo stato fuso che contiene in soluzione anche sostanze gassose
• altri si depositano per precipitazione da acque ricche di sali, talvolta per azione di organismi viventi
• alcuni possono derivare dalla trasformazione di altri minerali sottoposti ad alte temperature o pressioni (metamorfismo).
Ogni minerale si presenta come un solido dotato di una particolare forma geometrica definita abito cristallino
L'abito cristallino di un minerale è la forma in cui si accrescono i singoli cristalli o gli aggregati dei cristalli, rappresenta il modo in cui sono disposte nel reticolo cristallino e le condizioni in cui si è originato un minerale determinando la forma con cui si accrescono i suoi cristalli
Ogni minerale può presentare uno o più abiti cristallini caratteristici.
Alla forma esterna corrisponde, all'interno, una ben definita disposizione spaziale delle specie atomiche e molecolari costituenti. Questa disposizione spaziale può variare da minerale a minerale.
Le posizioni di atomi, ioni, molecole in un cristallo invece si rappresentano con una serie di punti che definiscono una figura geometrica tridimensionale detta reticolo cristallino.
I minerali, pur avendo una struttura interna cristallina, non hanno sempre la stessa forma esterna né questa è sempre la forma di un solido geometrico regolare. La forma esterna dipende in larga parte dalle condizioni in cui i minerali si formano e dalla possibilità di svilupparsi liberamente nello spazio circostante.
Le posizioni degli ioni nella struttura cristallina sono definite e non sono intercambiabili. Uno qualsiasi dei tanti cubetti uguali che costituiscono un cristallo di salgemma è la cella elementare del cristallo di salgemma.
La cella elementare è la più piccola unità tridimensionale che conserva sia la composizione chimica sia la struttura cristallina di quel particolare minerale. I vertici delle celle elementari sono detti nodi del reticolo cristallino. In base al tipo di particelle che occupano i nodi del reticolo cristallino e all'intensità delle forze di attrazione esistenti fra queste, i cristalli si possono classificare in ionici, covalenti, metallici e molecolari.
I cristalli ionici, sono costituiti da cationi e anioni, che si alternano nel reticolo, come nel salgemma
I cristalli covalenti sono costituiti da atomi legati covalentemente fra loro a formare una rete che si estende in tutte le direzioni del cristallo.
I cristalli metallici sono costituti da cationi circondati da elettroni di valenza in movimento e diffusi in tutto il solido. Possiamo trovarli nei metalli nativi come l'oro (Au) e il rame (Cu).
I cristalli molecolari sono costituiti da atomi e da molecole neutre tenute insieme da forze deboli.
L'effettiva possibilità che un minerale ha di formarsi in natura è determinata da parametri fisici e chimici:
Quasi tutti i minerali (a eccezione di quelli amorfi) si formano attraverso un processo di cristallizzazione, cioè il passaggio da un insieme disordinato di atomi a quello ordinato tipico del reticolo cristallino, che determina poi la struttura caratteristica di ciascun minerale.
I minerali hanno delle proprietà fisiche che aiutano al loro riconoscimento. Queste proprietà sono:
Il colore
Il colore è la prima proprietà di un minerale che viene presa in considerazione, perché in risalto.
Il colore di un minerale è funzione della sua composizione chimica. Il colore dei minerali è dato fondamentalmente da ferro, cromo, manganese, cobalto, nichel, rame.
Inoltre in alcuni minerali della stessa specie il colore può cambiare in base alle impurezze presenti, anche se presenti in piccolissime quantità. Un esempio classico è il quarzo che può essere bianco, rosa, azzurro, violetto e addirittura fumeè.
Il colore della polvere
Se lo stesso minerale può essere di vari colori, la sua polvere ha sempre lo stesso colore. Un esempio è l'apatite, che può essere verde o marrone, che ha sempre la polvere di colore bianco.
Una tecnica molto utile per vedere il colore della polvere di un minerale è il metodo dello striscio.
Se strofiniamo un minerale su una superficie abrasiva otteniamo una striscia di polvere fine, della quale se osserviamo il colore otteniamo un utile strumento nel riconoscimento del minerale.
Densità
Ogni minerale ha una densità diversa. Infatti se prendi in mano due campioni, delle stesse dimensioni, di due minerali diversi noterai che hanno un peso diverso.
Sfaldatura
La sfaldatura è la proprietà che hanno alcuni minerali di rompersi preferibilmente lungo certe direzioni.
All'interno di una struttura cristallina, la sfaldatura si verificherà secondo le direzioni lungo le quali i legami chimici interatomici sono più deboli. Minerali con sfaldatura particolarmente facile sono ad esempio le miche, gli anfiboli e i pirosseni, la fluorite e la calcite.
Un minerale può mostrare una o più direzioni di sfaldatura, per le quali si usano gli aggettivi che descrivono la maggiore o minore facilità di ottenerle. Si parlerà di sfaldatura perfetta, buona, imperfetta, difficile o assente. Se tale direzione preferenziale di rottura non è evidente, quindi il minerale si rompe secondo superfici irregolari, si parla allora di frattura.
Durezza
La durezza di un minerale è una misura della sua resistenza a essere scalfito e abraso. La durezza dei minerali è determinata mediante comparazione con la scala di Mohs. Questa scala è costituita da 10 minerali disposti in ordine crescente di durezza.
La durezza viene determinata con strumenti di laboratorio, come ad esempio lo sclerometro, che misurano la resistenza dei minerali e che fanno riferimento a scale di valori assolute derivate dalla scala di Mohs.
Lucentezza
La lucentezza di un minerale dipende dal modo con cui la luce è riflessa o rifratta, così come dalla qualità della superficie di un cristallo.
Si distinguono i minerale con lucentezza metallica e lucentezza non metallica.
I minerali metallici opachi (pirite, galena etc) hanno un forte potere riflettente perciò hanno una lucentezza metallica. Invece minerali come la blenda e il rutilo hanno una lucentezza difficile da definire.
Temperatura di fusione
È il valore di temperatura in cui il minerale passa dalla fase cristallina alla fase liquida e assume un valore specifico in ogni minerale.
6.POLIMORFISMO E ISOMORFISMO
La quasi totalità dei minerali è allo stato cristallino. Esistono però dei casi in cui i minerali hanno una struttura disordinata, in questo caso, i minerali vengono detti amorfi o vetrosi.
In un solido amorfo, gli atomi o le molecole non sono disposti in modo regolare, ma sono distribuiti casualmente in tutto il materiale, rendendo difficile identificare un pattern o una struttura ben definita. Questo fa sì che i solidi amorfi siano spesso descritti come "vetroso", perché il loro aspetto ricorda quello del vetro.
I passaggi di stato solido-liquido consentono di distinguere una sostanza amorfa da una cristallina: la fase cristallizzata ha un punto di fusione netto, mentre la fase amorfa non ha un punto di fusione ben definito, per cui all'aumentare della temperatura diventa prima pastosa e molle, poi più fluida e infine liquida. Se la fase liquida di certe sostanze non è raffreddata con molta lentezza, il movimento delle particelle diminuisce bruscamente e queste rimangono «imprigionate» in uno stato solido disordinato.
Esempi di solidi amorfi includono il vetro, la gomma, alcuni tipi di plastica, la cera e molti materiali biologici come il collagene e la cheratina. La loro mancanza di struttura cristallina conferisce loro proprietà fisiche e chimiche uniche, che li rendono utili in diverse applicazioni industriali e tecnologiche.
-Carola Barbato, Laura Platania
Rocce ignee
Le rocce ignee possono essere suddivise in intrusive ed effusive. L'attribuzione di una roccia ad una delle sue categorie è basata sulla tessitura.
La tessitura è l'espressione del grado di cristallinità e della dimensione dei cristalli presenti in una roccia .
Quando il raffreddamento si protrae per lungo tempo e sotto forte pressione litostatica, il magma riesce a conservare i suoi componenti volatili, come ad esempio gas vari che favoriscono la cristallizzazione.
Le rocce intrusive sono completamente cristalline, hanno una grana più grossolana, potendo vedere anche i diversi cristalli ad occhio nudo.
Quando invece il magma fuoriesce in superficie data la rapidità del raffreddamento, si formano invece cristalli molto piccoli o addirittura rocce vetrose cioè prive di cristalli.
Nelle rocce effusive vi possono essere anche cristalli isolati di maggiore dimensione, distinguibili ad occhio nudo, i fenocristalli. Questa tessitura è detta tessitura porfirica.
Le rocce ignee inoltre si suddividono in chiare o scure :
Si dicono invece ultrafemiche le rocce costituite solamente da pirosseni e olivina
Le rocce ignee nel sottosuolo
I corpi magmatici che si sono consolidati nel sottosuolo sono detti plutoni.
I plutoni hanno forma e dimensioni variabili e possono inserirsi in vario modo tra le rocce preesistenti.
I batoliti invece sono i plutoni maggiori e si estendono per centinaia o migliaia di kilometri quadrati, nel caso di dimensioni minori si parla di ammassi o masse satelliti.
I batoliti costituiti da graniti e granodioriti formano l'ossatura dei continenti e si trovano al centro delle grandi catene montuose. Le rocce che derivano dal processo di anatessi sono chiamate graniti anatettici.
L'anatessi è un fenomeno molto importante e riguarda la spiegazione della grande abbondanza di rocce granitiche.
Alcuni corpi plutonici di dimensioni medio-piccole possono solidificare a bassa profondità quando il magma riesce ad aprirsi fino alla superficie. Questi corpi plutonici iniettati possono infilarsi nelle rocce incassanti in modo concordante ovvero parallelo con gli strati delle rocce sedimentarie oppure in modo discordante.
L'intrusione dei corpi concordanti può avvenire in due modi:
per separazione degli strati già presenti
per inarcamento delle rocce sovrastanti
I filoni-strato sono corpi concordanti di forma tabulare.
Essi si distinguono da una normale colata lavica per due caratteristiche:
le maggiori dimensioni dei cristalli
gli effetti termici (cottura o dissoluzioni) sulle rocce con cui sono a contatto.
Anche i laccoliti si formano come i filoni-strato, ma invece di essere tabulari sono convessi verso l'alto.
I tipici laccoliti italiani sono quelli dei Colli Euganei.
I corpi discordanti, detti dicchi o filoni , sono di forma tabulare e tagliano secondo vari angoli la stratificazione delle rocce incassanti. Si inseriscono lungo fessure aperte dell'iniezione magmatica o nelle fratture già esistenti. Lo spessore dei dicchi varia da pochi centimetri a parecchie decine di metri
Link foto:
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4,5 miliardi di anni fa: la terra è nelle fasi iniziali della propria storia. Grazie alla forza di gravità, un’ammasso di materiale allo stato fuso , piano piano diventa il nostro mondo. I materiali si disposero in base alla loro densità : i più leggeri in superficie. Questi furono i primi a raffreddarsi e dal quel momento inizió il processo di solidificazione , che determinò l’associazione di materiali simili tra loro. Così si crearono le rocce più antiche della terra. Queste rocce sono chiamate ignee (dal latino ignis = fuoco) o magmatiche o eruttive , formati dal raffreddamento di magma incandescente, caratterizzato da una temperatura tra i 650° e 1300°.
Le rocce ignee costituiscono circa l’80% della crosta terrestre e possono essere distinte in due grandi categorie:
- Le rocce effusive, o vulcaniche, sono originate dalla solidificazione di un magma che fuoriesce sulla superficie terrestre. Per le rocce effusive esiste una classificazione che vede da una parte le rocce effusive sialiche ossia ricche di SiO2 (silice), in una percentuale intorno al 65% e dall'altra le rocce effusive femiche con un contenuto più basso di SiO2 (tra il 42% e il 55%).
- Le rocce intrusive, o plutoniche, sono originate dalla solidificazione per lento raffreddamento di un magma che ristagna all’interno della crosta. Le intrusive si dividono in:
- Rocce soprassature o granitoidi: In questo campo le rocce contengono una percentuale minima di quarzo del 20%, come : alicaligranito, granito, granodiorite, tonalite
- Rocce sature: percentuale di quarzo compresa tra lo 0 e il 5%. Come: alcalisienite, sienite, monzonite, monzodiorite e monzogabbro, diorite e gabbro
- Rocce sottosature: contengono feldspatoidi ( I feldspatoidi sono una famiglia di silicati comuni specialmente nelle rocce effusive). Non contengono invece quarzo. Queste sono: nefelinsienite,plagiosenite,theralite.
- Le rocce filoniane o ipoabissali o subvulcaniche sono un tipo di rocce magmatiche che cristallizzano interamente o in gran parte a modesta profondità, in corpi di varia forma ma quasi sempre di ridotte dimensioni
Info point : definizione di magma : una massa di materiali rocciosi allo stato fuso, contenente in soluzione anche sostanze allo stato gassoso.
La temperatura è variabile tra 650 e 1300 °C. I valori più bassi delle temperature si registrano solitamente nei magmi ricchi in silice SiO2 , quelli più elevati nei magmi poveri si SiO2 ( lava dei vulcani). Quando il magma arriva in superficie , questo perde i gas e diventa lava.
Quindi in magma presenta caratteristiche diverse quando fuoriesce dalla crosta terrestre , ma anche durante la risalita subisce vari cambiamenti chimici e fisici. Infatti oltre alla diminuzione della pressione litostatica , si ha anche un raffreddamento che porta alla separazione e alla cristallizzazione di alcuni elementi chimici mentre altri elementi possono essere prelevati dalle rocce della crosta terrestre.
I principali fattori fisici che portano alla formazione delle rocce sono:
Info point: ancora oggi sotto lo strato roccioso in cui noi poggiamo i nostri piedi si estende materiale allo stato solido per circa 3000 km. Man mano che si procede al di sotto della superficie terrestre, la temperatura aumenta. Ma oltre alla temperatura aumenta anche la pressione dovuta al peso esercitato dagli strati rocciosi sovrastanti.
La pressione esercitata dalle rocce in tutte le direzioni dello spazio è detta pressione litostatica.
Nella astenosfera, (sottile strato fluido-viscoso, situato al disotto della crosta terrestre, ad una profondità compresa tra 100 e 300 km. )le temperature sono comprese fra 1000o e i 1500° ma ogni minerale ha un suo punto di fusione influenzato da molti fattori ad esempio l’olivina fonde 1600o e 1800° ma per effetto delle rocce sovrastanti la temperatura di fusione aumenta : quindi se la pressione aumenta si alza di conseguenza il punto di fusione. Al contrario una piccola quantità d’acqua nel magma può far abbassare la temperatura alla quale silicati rimangono allo stato fuso. questo vuol dire che i magmi contenenti acqua possono avvicinarsi di più alla superficie terrestre sotto forma di lava. Quindi i volatili del magma sono l’acqua e gli altri gas presenti come il diossido di carbonio, lo zolfo ,l’azoto, l’idrogeno, il cloro, il fluoro.
Inoltre sono elementi che rimangono allo stato liquido e gassoso a temperature inferiori di quelle di silicati perciò a temperature inferiori questi si separano, mentre i silicati si cristallizzano.
Importanti caratteristiche fisiche del magma sono:
⁃ viscosità : è la proprietà più importante di un magma. Esprime la resistenza che ogni corpo oppone alle forze che ne vogliono modificare la forma Quindi in parole povere, la viscosità non altro “la resistenza che ha un determinato flusso allo scorrimento”. La viscosità, come le altre proprietà fisiche dei magmi, dipende dalla composizione chimica del magma. Infatti aumenta all’aumentare del contenuto in silice (perché all’interno di un fluido magmatico si vanno a formano legami forti tra il silicio e l’ossigeno), e diminuisce all’aumentare del contenuto di elementi o sostante che vanno ad interrompere tali legami, come ad esempio i volatili disciolti (l’acqua), gli elementi alcalini, il Fe ed il Mg. La viscosità inoltre è inversamente proporzionale alla temperatura, ciò vuol dire che cresce al diminuire della stessa e all’aumentare del contenuto dei cristalli presenti nel fuso magmatico. La presenza di acqua e/ o di fluoro nei liquidi magmatici ne riduce la viscosità.
-Densità: La densità di un corpo, è il rapporto tra la massa ed il volume.La densità di un magma controlla i meccanismi di risalita di un fuso tra le rocce incassanti, nonché i fenomeni di differenziazione e frazionamento che possono verificarsi nella camera magmatica. Questa è in funzione della temperatura, della composizione chimica, della pressione e dal contenuto di gas presenti in un magma. varia da circa
2,2 g/cm3 per i magmi acidi (ricchi di silicio) a circa 2,9 g/cm3 per i magmi basaltici ( poveri di silicio) ;
Il processo fondamentale che porta alla genesi dei magmi, e quindi alle rocce magmatiche, è la fusione parziale di rocce preesistenti.
Per ottenere la fusione della crosta o del mantello è necessario:
•diminuire la pressione; questa condizione avviene in prossimità delle dorsali medio-oceaniche, dove la litosfera e la sottostante astenosfera sono sottoposte a forze di distensione che causano una diminuzione locale di pressione. Essa induce il passaggio allo stato liquido della parte più superficiale dell'astenosfera e quindi la formazione di lave basaltiche. Poiché il punto di fusione del magma basico diminuisce con il diminuire della pressione, quando si avvicina alla superficie, avendo una temperatura di formazione abbastanza elevata, incontra condizioni che ne facilitano il mantenimento allo stato liquido. Sui magmi acidi la pressione ha un effetto opposto, giacché, per mantenere lo stato fuso la temperatura deve aumentare anziché diminuire, per questo solidifica prima di giungere in superficie;
• presenza di acqua, la cui concentrazione influisce abbassando il punto di fusione della roccia( dunque l’abbassamento dei limiti critici di pressione P e temperatura T) .Sotto le dorsali parte dell'acqua può derivare direttamente dal magma, ma la maggior parte proviene dalle acque profonde circolanti;
• aumento di temperatura, che può avvenire in due condizioni. Può verificarsi quando masse rocciose sono trasportate in profondità lungo le zone di subduzione dove le temperature progressivamente più elevate, non controbilanciate dalla pressione, provocano la fusione. Una seconda condizione che dà origine ad un aumento della temperatura è dovuta al calore trasportato verso l'alto in prossimità di correnti convettive presenti nel mantello.
Se la fusione avviene nel mantello (ultrabasico) si forma un magma primario di composizione prossima a quella del basalto, a elevate profondità e ad alta temperatura (1200-1400°C) e molto fluido, tanto da poter risalire in superficie prima di cristallizzarsi. Esso dà origine a gran parte delle rocce effusive ed ipoabissali. I magmi primari derivano da processi di fusione parziale (non oltre il 30%) di rocce del mantello superiore , le cosiddette peridotiti, costituire essenzialmente di olivina e pirosseni, con l'aggiunta di minerali accessori quali spinello, granato, anfibiolo e mica flogopipe.
Se avviene all'interno della crosta continentale, dove, già a qualche decina di km di profondità, la temperatura è elevata abbastanza (600-700°C) da provocare, almeno in certe condizioni, la fusione dei minerali sialici, si formano fusi acidi, detti magmi anatettici attraverso un processo chiamato anatessi ( dal greco anatexis= fusione) con il quale si designa il processo di fusione parziale delle rocce ignee, sedimentarie e metamorfiche. Questi magmi sono molto viscosi poiché sono costituiti da una porzione fusa che contiene molti residui ancora solidi che hanno un punto di fusione più alto. Essi si muovono perciò con notevole difficoltà e non risalgono molto entro la crosta, e tendono a cristallizzarsi in profondità formando i batoliti granitici.
Se si esaminano le rocce magmatiche che costituiscono la crosta terrestre , è evidente la larghissima prevalenza di due tipi di rocce: i graniti (rocce intrusive) e i basalti ( rocce effusive).
Non si tratta di una semplice coincidenza che tra le rocce intrusive siano dominanti quelle sialiche ,cioè quelle in cui il silicio è abbondante, e che tra quelle effusive prevalgano quelle con un elevato contenuto di ferro e magnesio .
Magma granitico : Dati sperimentali hanno dimostrato che i minerali più ricchi di silice fondano a circa 700 °C: dunque quando la crosta raggiunge queste temperature (tra i 30 e i 40 Kmdi profondità) si verifica il processo di anatessi , le rocce fondono parzialmente e danno origine al magma granitico.
Magma basaltico: Invece per ottenere magma basaltico occorre fondere rocce ricche di olivina e pirosseni che si trovano nel mantello o nelle parti più profonde della crosta , fondono tra i 1200 e i 1400 °C , a circa 100 km di profondità
figura: le diverse provenienze dei 2 magmi; quello granitico nasce da una parziale fusione in situ di rocce esistenti, quello basaltico è composto da materiali del mantello o della crosta profonda che salgono per la prima volta in superficie.
Il diverso comportamento dei magmi basaltici e granitici deriva anche dalla diversa influenza che la pressione ha sulla temperatura di fusione:
- la temperatura di fusione del magma granitico aumenta quando diminuisce la pressione
- al contrario, la temperatura di fusione del magma basaltico diminuisce con la diminuzione della pressione .
La diminuzione di pressione produce effetti opposti sui magmi granitici e su quelli basaltici: per i primi la temperatura necessaria per mantenere lo stato fluido aumenta, per i secondi diminuisce. La maggior parte dei magmi granitici non giunge in superficie perché solidifica prima, i magmi basaltici giungono allo stato fluido fino alla superficie .
Un magma basaltico dopo la sua formazione per la fusione della parte superiore del mantello, può risalire direttamente attraverso fessure profonde ed estese, fino ad espandersi come lava sul fondo degli oceani o nel cuore di un continente, dando origine a rocce che rispecchiano la composizione originaria del magma; ma può anche risalire lentamente o per tappe successive, e allora il fuso comincia a frazionarsi, cioè cambia composizione nel tempo dando origine a magmi diversi. Il fenomeno è la cristallizzazione frazionata.
Durante il raffreddamento, infatti, i minerali che si formano non si separano tutti insieme, ma secondo un ordine che dipende dalla temperatura di fusione di ognuno. Se il raffreddamento avviene regolarmente, al diminuire della temperatura si susseguono di volta in volta varie reazioni chimiche, in cui i cristalli del minerale formatosi a temperatura più alta, diventando instabili al diminuire della temperatura, perciò reagiscono con la porzione di magma rimasta ancora fusa entro cui essi galleggiano; il minerale è dunque totalmente riassorbito, mentre si cristallizza un nuovo minerale in equilibrio con la temperatura più bassa; a una temperatura ancora inferiore, anche il nuovo minerale reagisce con il fuso e così via.
Bowen ha identificato due diverse sequenze, dette serie di Bowen, secondo le quali, per diminuzione della temperatura, si formano i minerali fondamentali delle rocce magmatiche.
• La serie continua, così detta perché si ha un passaggio graduale da un minerale ad un altro, porta alla separazione dal fuso dei plagioclasi. Si tratta di un gruppo di minerali costituiti da miscele solide, in tutte le proporzioni, di due termini “puri”: l'albite (silicato ricco di sodio) e l'anortite (silicato ricco di calcio).Quando inizia la cristallizzazione, cominciano a formarsi cristalli a composizione ricca di anortite ma, col progredire del raffreddamento, i cristalli già formati cominciano a reagire col fuso, trasformandosi in altri cristalli via via più ricchi di albite. La composizione della miscela finale dipende dalla composizione del fuso iniziale: più questo è acido, più il plagioclasio che alla fine si forma è ricco in albite.
• Contemporaneamente alle reazioni della serie continua si svolgono, in modo del tutto indipendente, le reazioni della serie discontinua, con passaggio repentino da un minerale ad un altro, che portano alla separazione del fuso dei minerali femici. In un basalto, per esempio, il minerale che si forma per primo è l'olivina, silicato ricco di ferro e magnesio. Cristalli di olivina rimangono sparsi nel fuso per un certo intervallo di temperatura, al termine del quale reagiscono tutti con una parte del liquido per formare i pirosseni, silicati più ricchi di silicio e contenenti calcio, potassio e magnesio; anche questi ultimi, a temperatura inferiore, reagiscono con il liquido residuale per formare gli anfiboli, silicati contenenti acqua. E così via. Anche per la serie discontinua quanto più il fuso iniziale è acido, tanto più avanti si spinge la serie di reazioni, fino alla biotite, che è l'ultimo minerale che si può formare in tale serie.
Al termine delle due serie, un'ulteriore diminuzione della temperatura porta la formazione di feldspato potassico, muscovite e quarzo.
Solo a solidificazione completa la roccia mostrerà una composizione corrispondente a quella del magma iniziale; se il magma è acido ne risulterà una roccia a composizione granitica, mentre se è basaltico le reazioni si arrestano prima, formando rocce femiche. Tutto questo si verifica se la cristallizzazione avviene in modo continuo; tuttavia, se qualche fenomeno interrompe la regolarità della cristallizzazione, come per esempio se ad un certo punto movimenti nella crosta fanno allontanare il fuso residuale, molto fluido, dalla massa già cristallizzata, quando il fuso migrato riprenderà a cristallizzare, non potendo più reagire con i minerali già formati, darà origine a minerali più sialici. Poiché i minerali che si separano per primi (a più alte temperature) sono quelli più femici, il fuso residuale risulterà indirettamente sempre più arricchito in silice e alcali, cioè sempre più differenziato in senso acido. Tutto questo si verifica se la cristallizzazione avviene in modo continuo; tuttavia, se qualche fenomeno interrompe la regolarità della cristallizzazione, come per esempio se ad un certo punto movimenti nella crosta fanno allontanare il fuso residuale, molto fluido, dalla massa già cristallizzata, quando il fuso migrato riprenderà a cristallizzare, non potendo più reagire con i minerali già formati, darà origine a minerali più sialici. Poiché i minerali che si separano per primi (a più alte temperature) sono quelli più femici, il fuso residuale risulterà indirettamente sempre più arricchito in silice e alcali, cioè sempre più differenziato in senso acido.
sitografia:
https://it.wikipedia.org/wiki/Roccia_magmatica https://manualedelgeologo.it/sienite/ https://it.m.wikipedia.org/wiki/Roccia_effusiva https://it.m.wikipedia.org/wiki/Roccia_filoniana https://it.m.wikipedia.org/wiki/Roccia_intrusiva https://it.m.wikipedia.org/wiki/Feldspatoide https://tinyurl.com/539m8rt2 https://www.intrageo.it/geologia/vulcanologia/le-proprieta-fisiche-dei-magmi/
Elaborato di Fontana Giulia, Fazzino Giorgia 4D 2022/2023.