IL SISTEMA VULCANICO DEI CAMPI FLEGREI

In questa rubrica racconteremo in modo semplice ma dettagliato la geologia e la vulcanologia dei Campi Flegrei, terra di risaputa bellezza storica, archeologica e paesaggistica, e con alle spalle una complessa storia geologica.
I Campi Flegrei, insieme alle isole di Procida e Ischia, costituiscono un distretto vulcanico comprendente 19 crateri per lo più monogenici, concentrati in un’area di 65 Km2 e disposti secondo un allineamento Est-Ovest.
Si estendono su un arco limitato ad Est dalla collina di Posillipo, a Nord dai rilievi che circondano la piana di Quarto, a Ovest da Cuma e Monte di Procida e a Sud dal golfo di Pozzuoli.
Nel nostro percorso parleremo anche delle isole di Procida, Vivara, Ischia e Nisida le quali, per le loro caratteristiche geologiche, sono associate ai Campi Flegrei.
L’attività vulcanica di quest’area era già evidente durante la colonizzazione dei Greci che denominarono la regione geografica da loro occupata Campi Flegrei, ovvero campi ardenti.
L’origine di questa attività vulcanica è dovuta proprio alla collocazione geografica dei Campi Flegrei; essi infatti sonno circondati da una cinta di altri vulcani quali il Vesuvio a Nord-Est, il vulcano spento di Roccamonfina a Nord-Ovest e i vulcani laziali e toscani attualmente occupati da laghi. A partire dall’età terziaria, circa 10000 anni fa, questa cinta vulcanica è parallela alla catena appenninica e al mar Tirreno. Proprio a livello di questa fascia, caratterizzata da zone di frattura e tensione, si verifica risalita e fuoriuscita di materiale magmatico.

L’elemento strutturale più importante dei Campi Flegrei è la caldera di circa di 12 km di diametro, formatasi in seguito all’eruzione dell’Ignimbrite Campana circa 34.000 anni fa ed approfonditasi con l’eruzione del Tufo Giallo Napoletano 12.000 anni fa.
Con l’eruzione dell’Ignimbrite Campana si depositarono almeno 80-100 km3 di materiale piroclastico (ceneri e lapilli) su un’area di oltre 10.000 km2.
Il rapido svuotamento della camera magmatica fu accompagnato da un esteso sprofondamento della crosta superficiale. Questo evento catastrofico fu seguito da un lungo periodo eruttivo (circa 20.000 anni) con eventi di varia entità, i cui prodotti costituiscono l’ossatura geologica dei Campi Flegrei. Circa 12.000 anni fa, da bocche localizzate nella parte orientale dei Campi Flegrei, si verificava l’eruzione del Tufo Giallo Napoletano che ricoprì un’area di almeno 500 km2 con circa 10 miliardi di ceneri e lapilli. Tale eruzione determinò un ulteriore parziale svuotamento della camera magmatica ed uno sprofondamento circolare della crosta superficiale. La cavità (caldera da collasso) profonda circa 3 km, fu successivamente riempita dai materiali delle eruzioni più recenti dei Campi Flegrei.
Non si conosce con esattezza l’inizio dell’attività vulcanica dei Campi Flegrei: i prodotti più antichi di questo campo vulcanico sono datati come appartenenti all’intervallo di tempo tra 47.000 e 37.000 anni e sono esposti lungo le falesie e le scarpate che delimitano l’alto morfologico di Monte di Procida, lungo le pareti che delimitano la collina di Cuma, lungo le scarpate che bordano a nord le piane di Quarto e Soccavo e anche in perforazioni effettuate nella parte Nord-Orientale della città di Napoli. Le eruzioni più recenti sono quella del vulcano Solfatara avvenuta nel 1198 e quella che ha portato alla formazione del Monte Nuovo nel 1538.
I meccanismi eruttivi che contraddistinguono l’attività vulcanica dei Campi Flegrei sono di vario tipo con una netta prevalenza di quelli esplosivi, derivanti dal contatto diretto di acque sotterranee con il magma contenuto nella camera magmatica posta a basse profondità. Le eruzioni esplosive sono dovute alla fuoriuscita dal condotto vulcanico di magma più ricco in silice e gas. Quando il magma giunge in superficie i suoi componenti si separano dalla fase fusa esplodendo e frammentandolo in particelle di diverse dimensioni, dette piroclasti.
E’ opportuno aprire una piccola parentesi sulle eruzioni esplosive. Per quelle di maggiori energia è stato proposto il modello della colonna eruttiva (eruptive colomn), dalla quale, contemporaneamente e per meccanismi differenti, si possono generare tutti i tipi di depositi piroclastici:

• depositi piroclastici da caduta ( Pyroclastic fall deposits)
• colate piroclastiche (pyroclastic flow)
• surges piroclastici

Quando il magma risale lungo il condotto vulcanico si ha una riduzione di pressione: i gas disciolti si liberano determinando un istantaneo aumento di volume del magma e la sua frammentazione. La fuoriuscita di gas ad alta velocità fa si che frammenti di magma, cristalli e frammenti rocciosi vengano espulsi dal cratere costituendo la colonna eruttiva.
Quest’ultima può raggiungere un’altezza di 15-20 km fino ad arrivare anche a 40 km. La colonna può essere sostenuta fin quando la sua densità è inferiore a quella dell’aria circostante; al variare delle condizioni, quali un aumento di portata, la colonna può collassate e formare correnti piroclastiche che scorrono lungo i fianchi dell’edificio vulcanico.
I frammenti di varie dimensioni eiettati dalla bocca eruttiva, raggiungono la superficie del suolo seguendo la stessa traiettoria di un proiettile. I depositi piroclastici da caduta che ne derivano conservano di solito spessori uniformi che decrescono man mano che ci si allontana dal cratere e sono ben selezionati.

Fig.2 e Fig. 3 : Geometria dei depositi piroclastici www.duerrholz.de/.../italien/campi_flegrei.jpg - vulcan.fis.uniroma3.it/gnv/VULCANOLOGIA/car-dep.html

Le colate piroclastiche sono flussi di materiale che sotto l’influenza della gravità scivolano lungo i pendii dell’edificio vulcanico come una valanga di neve, superando ostacoli e riempiendo valli e depressioni. I depositi derivanti dalle colate piroclastiche non sono ben selezionati e tendono ad avere spessori maggiori nel fondo delle valli e nei punti dove il flusso ha incontrato ostacoli, risultando completamente assenti nelle aree ad alta pendenza.
Infine i surges piroclastici sono flussi caratterizzati da pochi e piccolissimi frammenti che fluiscono sia per la spinta dell’esplosione sia per azione della gravità. Sono strettamente connessi ad esplosioni dovute a contatto magma-acque sotterranee.
I depositi da surge tendono ad ispessirsi nelle depressioni ma possono ammantare anche piccoli rilievi ed essere presenti sui pendii dove non si ritrovano i depositi da flusso piroclastico. Il corpo deposizionale risultante mostra assottigliamenti ed ispessimenti (pinch and swell structures).
Ritornando al discorso sui Campi Flegrei, gli eventi vulcanici di quest’area sono stati ricostruiti utilizzando un marker stratigrafico cioè uno strato di riferimento cronologico, vale a dire la formazione del Tufo Giallo Napoletano, omogeneamente diffuso nel territorio flegreo ed in base al quale si può individuare un’attività precedente ed una successiva a questo livello guida. Infatti l’attività vulcanica flegrea viene divisa in quattro cicli.

Primo ciclo – i prodotti vulcanici appartenenti a questo ciclo hanno un’età antecedente a circa 34.000 anni fa: a tale periodo possono essere ascritte le formazioni vulcaniche di Vivara, Punta Serra, Torre Murata e Fiumicello che affiorano nell’isola di Procida, Formazione dello Scoglio di S.Martino, Monte di Procida e le Cupole Laviche di S. Martino, Cuma, Marmolite (Quarto).
Secondo ciclo – è caratterizzato dalla messa in posto dell’Ignimbrite Campana circa 34.000 anni fa; a tale periodo si fa risalire la Formazione del Piperno-Breccia Museo.
Terzo ciclo - a tale ciclo appartengono pure la formazione dei Tufi biancastri di Soccavo, i Tufi antichi affioranti nella zona urbana di Napoli, la Formazione del Vulcano di Solchiamo a Procida e la Formazione del Vulcano di Torregaveta. A tale periodo si annovera la messa in posto del Tufo Giallo Napoletano avente un’età di circa 12.000 anni.
Quarto ciclo – tale ciclo si conclude con l’eruzione che portò alla Formazione del Monte Nuovo (1538).

Fig.4: Distribuzione dei depositi piroclastici nei Campi Flegrei http://boris.vulcanoetna.com/gifs/Campifl_geol.gif

Edifici vulcanici monogenici o monogenetici = edifici vulcanici prodotti a seguito di un’unica eruzione

Piroclasti o tefra = frammenti eiettati nelle eruzioni vulcaniche esplosive. Vengono distiniti in base alle dimensioni granulometriche in:
ceneri fini o polveri: con dimensioni dai clasti inferiori a 0,0625
ceneri: quando le dimensioni dei clasti sono comprese tra 0,0625 a 2mm
lapilli: se le dimensioni dei clasti sono comprese tra 2 mm e 64 mm
blocchi e bombe: con dimensioni dei clasti superiori a 64 mm

Tufo = termine generico che indica qualsiasi deposito di materiale piroclastico consolidato e non rimaneggiato

Formazione = in stratigrafia è una roccia che mostra uniformità sia dal punto di vista litologico, cioè per il tipo di sedimento di cui è composta, sia dal punto di vista paleontologico, cioè per il tipo di organismi fossili che entro questa roccia si sono preservati.

Marker stratigrafico = l’insieme degli elementi stratigrafico-morfologici di uno strato roccioso tale da renderlo uno strato di riferimento cronologico rispetto agli strati circostanti

Colonna eruttiva = si indica una miscela di gas, piroclasti e frammenti litici che si innalza a grande velocità dal cratere nell'atmosfera durante un’eruzione esplosiva. La colonna può raggiungere altezze di svariati km a seconda del tipo di eruzione e della forma e dimensione del condotto.