Università Roma Tre

Chimico-fisica dei magmi: struttura dei fusi silicatici; significato della polimerizzazione e sua determinazione su base teorica. Effetto della Temperatura, pressione e composizione sulla struttura dei fusi. La temperatura di transizione vetrosa e il rilassamento strutturale.
Proprietà fisiche dei magmi: densità, viscosità, solubilita’ dei volatili, diffusivita’, compressibilita’, conducibilita’ elettrica. Proprieta’ termodinamiche dei magmi: entalpia, entropia, capacita’ di calore. Variazioni di densità e viscosità in funzione del chimismo, della pressione e della temperatura. L'influenza del regime deformativo, della cristallizzazione e della vescicolazione sulla reologia dei magmi.
Influenza delle proprieta’ fisico-chimiche dei magmi sulla risalita del magma e sugli stili eruttivi:
Il processo di risalita dei magmi. Formazione, accrescimento ed evoluzione delle bolle. Cinetica di nucleazione e crescita delle bolle e dei cristalli. Livello di frammentazione ed esplosività dei magmi. Evoluzione dei principali parametri fisici e della reologia del magma durante la risalita verso la superficie.
Il processo effusivo. Vari tipi di colate laviche e di morfologie superficiali in funzione del tasso eruttivo e delle proprietà reologiche. Effetto della topografia del versante sulla velocità e distanza percorribile dalla colata.
Il processo esplosivo. Parametri fisici che controllano gli stili eruttivi. Eruzioni esplosive sostenute: La formazione di colonne eruttive. Colonna sostenuta e ricaduta di tefra, colonna collassante e genesi delle colate piroclastiche. Eruzioni esplosive transienti.
Il corso prevede attività di laboratorio per la determinazione sperimentale delle proprietà fisico-chimiche dei magmi (esperimenti di alta temperatura e misure spettroscopiche) ed esercizi numerici finalizzati alla determinazione quantitativa dei parametri tessiturali delle prodotti eruttivi (cristallinità vescicolarità e distribuzione delle taglie) e alla simulazione dei processi vulcanologici.

FUNDAMENTAL OF PHYSICAL VOLCANOLOGY. ELISABETH A. PARFITT AND LIONEL WILSON. BLACKWELL PUBLISHING
Materiale fornito dal docente

Prima parte: Chimico-fisica dei magmi: struttura dei fusi silicatici; significato della polimerizzazione e sua determinazione su base teorica. Effetto della Temperatura, pressione e composizione sulla struttura dei fusi. La temperatura di transizione vetrosa e il rilassamento strutturale. Proprietà fisiche dei magmi: densità, viscosità, solubilita’ dei volatili, diffusivita’, compressibilita’, conducibilita’ elettrica. Proprieta’ termodinamiche dei magmi: entalpia, entropia, capacita’ di calore. Variazioni di densità e viscosità in funzione del chimismo, della pressione e della temperatura. L'influenza del regime deformativo, della cristallizzazione e della vescicolazione sulla reologia dei magmi. Influenza delle proprieta’ fisico-chimiche dei magmi sulla risalita del magma e sugli stili eruttivi:

Seconda parte: Dinamiche eruttive e di trasporto dei magmi in funzione delle proprietà fisico-chimiche dei magmi. Il processo di risalita dei magmi. Formazione, accrescimento ed evoluzione delle bolle. Cinetica di nucleazione e crescita delle bolle e dei cristalli. Livello di frammentazione ed esplosività dei magmi. Evoluzione dei principali parametri fisici e della reologia del magma durante la risalita verso la superficie. Il processo effusivo. Vari tipi di colate laviche e di morfologie superficiali in funzione del tasso eruttivo e delle proprietà reologiche. Effetto della topografia del versante sulla velocità e distanza percorribile dalla colata. Il processo esplosivo. Parametri fisici che controllano gli stili eruttivi. Eruzioni esplosive sostenute: La formazione di colonne eruttive. Colonna sostenuta e ricaduta di tefra, colonna collassante e genesi delle colate piroclastiche. Eruzioni esplosive transienti.

Terza parte: attività di laboratorio che verrà svolta durante l’intero arco temporale delle lezioni. Il corso prevede attività di laboratorio per la determinazione sperimentale delle proprietà fisico-chimiche dei magmi (esperimenti di alta temperatura e misure spettroscopiche) ed esercizi numerici finalizzati alla determinazione quantitativa dei parametri tessiturali delle prodotti eruttivi (cristallinità vescicolarità e distribuzione delle taglie) e alla simulazione dei processi vulcanologici.

Prima parte (Proprietà fisico chimiche dei magmi)
Encyclopedia of Volcanoes Haraldur Sigurdsson - Academic Press
Origin and Transport of Magma - Volatiles in Magmas (Paul Wallace and Alfred T. Anderson, Jr.)
Physical Properties of Magmas (Frank J. Spera)

Seconda parte (dinamiche eruttive e di trasporto dei magmi)
Fundamental of Physical Volcanology Elisabeth A. Parfitt and Lionel Wilson - Blackwell publishing
Encyclopedia of Volcanoes Haraldur Sigurdsson - Academic Press
Explosive Volcanism