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Confronto tra il vulcanismo del pianeta Marte e il vulcanismo terrestre con particolare riferimento alla Provincia Comagmatica Romana

Informazioni tesi

  Autore: Luca Tamburini
  Tipo: Tesi di Laurea
  Anno: 2002-03
  Università: Università degli Studi di Urbino
  Facoltà: Scienze Matematiche, Fisiche e Naturali
  Corso: Scienze Geologiche
  Relatore: Giovanni Nappi
  Lingua: Italiano
  Num. pagine: 246

L'obiettivo di questa ricerca è quello di fornire dati utili per interpretare i meccanismi che hanno guidato la genesi e l’evoluzione dei vulcani di Marte, sia mediante l’analisi dei processi geodinamici e tettonici responsabili dell’attività vulcanica, sia attraverso il confronto peculiare tra alcuni vulcani del pianeta Marte, e quelli appartenenti ai Distretti della Provincia Comagmatica Romana. Inoltre lo studio dei processi eruttivi, dedotto della interpretazione delle morfologie delle strutture dei depositi vulcanici su Marte (correlata a quella dei vulcani dell’Italia centrale) ha permesso di attribuire alla presenza di acqua (sotto forma di ghiaccio o permafrost) un ruolo primario quale causa dell’esplosività delle eruzioni e dell’estrema mobilità dei flussi piroclastici.
· MECCANISMI ERUTTIVI
Le particolari condizioni fisiche del pianeta (pressione atmosferica e gravità ridotte), permettono comunque ad un eruzione con emissione di lave anche di tipo basaltico di assumere carattere esplosivo anche in assenza di interazione con H2O o CO2. Infatti, il magma risalendo in superficie ad alte velocità (> di 1 ms-1) senza stazionare in camere magmatiche superficiali, manterrebbe i volatili sino in prossimità della bocca eruttiva dove, in conseguenza della loro essoluzione ed espansione, si produrrebbe la frammentazione in una miscela magma-volatili, determinando la formazione di una colonna eruttiva pliniana emessa nell’atmosfera come potente getto di gas e materiale juvenile.Si è stimato che nell’atmosfera di Marte, un magma con contenuto in H2O inferiore a 0,03% possa produrre eruzioni debolmente esplosive (di tipo hawaiiano e/o stromboliano) mentre con un contenuto in H2O maggiore di 0,2% produrrebbe eruzioni esplosive di tipo pliniano.
· CONFRONTO TRA I VULCANI DEL PIANETA MARTE ED I VULCANI DEI DISTRETTI DELLA PROVINCIA COMAGMATICA ROMANA
La sommità degli edifici vulcanici è occupata da ampie caldere poligeniche al cui interno sono spesso identificabili duomi lavici o Tholi, formatisi nell’ultima fase dell’attività eruttiva.In particolare tra i vulcani dei Distretti Vulcanici Vulsino e Sabatino, ed i Vulcani Apollinaris Patera, Hadriaca Patera e Tyrrhena Patera e tra il Vulcano Laziale ed il Vulcano di Vico, ed i vulcani Arsia Mons, Alba Patera Ceraunius Tholus e Uranius Tholus, sono state riconosciute le seguenti analogie morfologico-evolutive:
1. Ubicazione in aree prossimali a depressioni tettoniche formatesi in zone caratterizzate da intensa fratturazione crostale;
2. edifici con deboli pendenze dei fianchi (2°- 6°) e depressioni calderiche poligeniche la cui formazione, appare guidata da linee di fessurazione anulare, riconducibili a fenomeni di collasso;
3. attività eruttiva di carattere esplosivo attiva in centri che giacciono anche ai margini della depressione principale, probabilmente lungo le linee di debolezza strutturale;
4. attività effusiva circumcalderica e intracalderica.
E’ verosimile ipotizzare che i maggiori eventi esplosivi si sono verificati nelle fasi finali dell’attività vulcanica; in tali manifestazioni la massa di materiale magmatico gassoso, minutamente polverizzato, espulsa con grande violenza, si è espansa radialmente rispetto al condotto, con meccanismo di tipo “base surge” o attraverso esplosioni direzionali orizzontali con meccanismo di tipo “lateral blast”, generando nubi piroclastiche turbolente in grado di superare i preesistenti rilievi topografici.Tali eventi eruttivi, sembrano derivati anche dall’interazione tra il magma caldissimo ed il permafrost che, passando bruscamente a vapore, sarebbe all’origine dell’alta energia delle violente esplosioni.La peculiare caratteristica dei flussi piroclastici emessi, (tendenti ad esercitare un azione di copertura morfologica in grado di superare ostacoli e depositare sui rilievi), permette di attribuire ai flussi stessi una grande mobilità (maggiore per i flussi piroclastici dei vulcani di Marte rispetto a quelli terrestri a causa della minore pressione atmosferica e della bassa gravità del pianeta).Dalle caratteristiche dei depositi osservati, si ritiene che questi, possano avere caratteri di messa in posto riconducibili ai turbolent pyroclastic flows, caratteristici dei depositi piroclastici Vulsini.Tutte queste caratteristiche, permettono di sintetizzare per i vulcani analizzati i seguenti scenari eruttivi:
1. Risalita dei fusi magmatici in seguito a processi tettonici distensivi;
2. eruzioni esplosive ad elevata energia;
3. sprofondamento calderico post-eruttivo;
4. attività eruttiva finale intracalderica con emissione di lave viscose spremute a giorno dal collasso “a pistone” dalla sovrastante zona collassata.

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1 INTRODUZIONE Alcune delle caratteristiche più impressionanti rivelate da tre decenni di esplorazione planetaria, sono i vulcani “giganti” di Marte. Le osservazioni dei satelliti, Viking Orbiter, Mars Global Surveyor, Mars Odyssey, hanno mostrato come questi vulcani abbiano, rispetto a quelli terrestri, ordini di grandezza maggiore, sia per quanto riguarda le strutture eruttive, sia per i depositi dei materiali emessi, i quali possono estendersi per centinaia di chilometri dal punto di emissione. In molti casi, il vulcanismo marziano è caratterizzato da edifici a scudo caratterizzati da ampie aree collassate, mostranti notevoli analogie con le corrispondenti strutture terrestri; pertanto, si ritiene che attraverso l’analisi della morfologia di questi edifici, sarà possibile dedurre una quantità apprezzabile di informazioni sull’evoluzione di tali vulcani. I dati ottenuti dall’interpretazione geomorfologica del vulcanismo extraplanetario potranno, in futuro, fornire un'immagine più chiara delle dinamiche eruttive dei vulcani terrestri, in quanto, sulla Terra, le strutture derivate dall’attività vulcanica sono spesso mascherate o distrutte dall'erosione successiva alle eruzioni. L'obiettivo di questa ricerca, è quello di fornire dati utili affinché le osservazioni geomorfologiche derivate dalle immagini satellitari dei vulcani di Marte (anche attraverso il confronto con analoghe strutture terrestri), possano permettere una migliore comprensione delle dinamiche eruttive. Il punto di partenza di questo lavoro, assieme ad una adeguata conoscenza della letteratura precedente riguardante i meccanismi eruttivi, di trasporto e di deposizione dei prodotti vulcanici, sarà quello di individuare possibili correlazioni riguardanti l’evoluzione tettonica e geodinamica del pianeta Marte. Sarà inoltre effettuato uno studio comparato delle morfologie vulcaniche terrestri e di quelle marziane, basato sui dati delle passate missioni esplorative del pianeta (Viking Orbiter, Mars Pathfinder) e di quelle tuttora operative attraverso i satelliti Mars

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