Evoluzione geologica e posizionamento tettonico
(di Boris Behncke, traduzione di Andrea Fiore)

Alla fine degli anni '50 e negli anni '60 ha preso l'avvento la teoria della Tettonica a Placche che è oggi accettata e riesce a spiegare accuratamente un ampio ventaglio di eventi geologici del presente e del passato.
In questo contesto il vulcanismo è prevalentemente associato a tre processi tettonici:

1. Subduzione. Quando i margini di due placche litosferiche - una oceanica e l'altra continentale - entrano in collisione, la più densa delle due, quella oceanica, si infila sotto quella continentale, più leggera. Il magma è generato dalla parziale fusione della litosfera (che è lo strato rigido più esterno del globo), che è formata da basalto, ricoperto prevalentemente da sedimenti di silicio (che contengono grosse quantità di acqua). Il magma derivato da tale fenomeno ha un elevato contenuto di silicio poichè una buona parte è costituita da tali sedimenti. Quasi tutti i vulcani che circondano l'oceano Pacifico (il cosidetto anello di fuoco) sono il risultato di processi subduttivi e sono caratterizzati in genere da attività altamente esplosiva.
2. Spaccatura. Questo avviene nelle zone dove la crosta terrestre è lacerata, consentendo al magma di risalire in superficie. Molte di queste attività avvengono lungo le dorsali oceaniche: un esempio celebre è quello della Dorsale Medio-Atlantica dove due placche litosferiche si allontanano lentamente e la nuova crosta è formata dall'emissione di magma basaltico. Sulla terraferma questo fenomeno si verifica solo in pochi luoghi, prevelentemente in Islanda e nella regione di Afar, nel nordest africano.
3. Punti Caldi. In diversi luoghi sulla terra il magma risale dal mantello superiore alla superficie, dove non ci sono confini tra placche (come nei casi precedenti), e il magmatismo di questo tipo è detto magmatismo interplacca. I luoghi dove questo avviene sono detti "punti caldi", i quali sembrano occupare delle posizioni relativamente fisse, mentre le placche litosferiche si muovono attraverso essi. Il magma è alimentato dalla cosiddetta cresta del mantello. Il risultato è un vulcanismo di lunga durata, che spesso costruisce spesso catene di vulcani che diventano via via più antiche quando ci si allontana dal punto caldo. I vulcani legati a tale fenomeno sono presenti sia nella litosfera oceanica sia continentale. Il più famoso esempio sono le isole Hawaii, con i vulcani attualmente attivi di Manua Loam, Kilauea, and Loihi.

L'Etna apparentemente non appartiene ad alcuno di questi tipi tettonici. La subduzione sembra aver contribuito alla attività vulcanica delle isole Eolie, a nord della costa siciliana, ma ipotesi proposte recentemente prevedono un particolare tipo di fenditura come un altro fattore che agisce contemporaneamente nella stessa area. L'Etna non è direttamente legata all'attività delle isole Eolie. Per comprendere quale sia la ragione di una voluminosa attività di lunga durata dell'Etna, occorre prendere familiarità con la complessa situazione strutturale di quest'area a di seguito si cercherà di offrire una visione di tale situazione nella maniera più esauriente possibile.

Il testo che segue (scritto da Boris Behnke) è tratto dal libro The Southern Appennines: Anatomy of an Orogen edito da G.Vai e P.Martini pubblicato dalla Kluwer Academic Press.

L'Etna, il più alto vulcano europeo (3315 m sul livello del mare nel 1998) ed il più attivo, è collocato in uno scenario strutturalmente molto complesso, e ancora oggi non completamente compreso, che è rispecchiato nell'abbondanza - spesso contraddittoria - di modelli proposti per il vulcano ed il suo ambiente tettonico. Recentemente alcune ipotesi sono state avanzate:

Recently proposed hypotheses envisage 1) dislocation between the "Malta-Sicilian block" and the Ionian basin (Gillot et al. 1994) in the framework of an asymmetric rifting process (Continisio et al. 1997), 2) extensional tectonics leading to the formation of a graben in the Catania Plain (Di Geronimo et al. 1978), 3) the location of Etna at the intersection of a number of major structural lineaments (the most important being the Malta Escarpment and the Messina-Giardini fault zone; McGuire et al. 1997), 4) dilatational strain on the footwall of an east-facing normal fault in the "Siculo-Calabrian rift zone" where WNW-ESE-directed regional extension takes place (Monaco et al. 1997), 5) a developing hot spot (Tanguy et al. 1997) as critical factors facilitating the rise and eruption of magma. On the other hand, Lanzafame et al. (1997) postulate N-S-directed compressional tectonics affecting the southern part of Etna.

Tale quadro è inoltre complicato dagli effetti dovuti alla presenza del voluminoso edificio etneo nella regione già sollecitata, in aggiunta al carico del vulcano e ai movimenti del magma intorno e all'interno dello stesso. Così il vulcanismo e la tettonica nella zona etnea chiaramente interagiscono, sebbene il problema di quale sia la causa e quale l'effetto resta insoluto.

L'attività nell'area etnea iniziò circa mezzo milione di anni fa con l'emissione di un magma toleitico in zone sottomarine e costiere che portarono all'emersione della costa a nord di Catania (Acicastello, Acitrezza) e fu seguita da un altro episodio analogo circa 0,3 milioni di anni fa nella zona sudoccidentale dell'Etna. A partire da 170 mila anni fa circa magma igneo alcalino fu emesso e formò numerosi centri eruttivi (Ancient Alkalic Centers, ROmano 1982) e probabilmente il primo edificio principale dell'Etna (Ancient Etna of Gillot et al. 1994, including the Calanna and Trifoglietto I centers). In seguito i magmi divennero più complessi, portando ad un vulcanismo esplosivo e alla reazione di una successione di edifici vulcanici che alternavano prodottivi effusivi a piroclastici, che presero il nome di Trifoglietto. Il principale centro eruttivo erano il Trifoglietto II, Vavalaci and Cuvigghiuni (Gillot et al. 1994).

Un'altra serie di edifici vulcanici principali nacque, e fu parzialmente distrutta, dal collasso della caldera durante la fase del Mongibello, che è solitamente suddivisa in Antico e Moderno Mongibello. La prima fase include i centri vulcanici Ellittico e Leone e la formazione degli omonimi crateri, e il più grande mutamento (trachytic) del magma nella storia dell'Etna, mentre la successiva include la costruzione dell'attuale cono sommitale, che fu interrotta almeno una volta da un collasso (Piano Caldera, circa duemila anni fa). Il risultato di questa storia ricca di avvenimenti è un edificio molto complesso la cui morfologia è quella di un vulcano a scudo asimmetrico sormontato da uno stratocono, sul cui fianco orientale è la Valle del Bove, una estesa depressione a caldera formatasi durante successivi eventi di collasso, che iniziarono durante l'ultimo periodo dello stadio del Trifoglietto e continuarono durante tutto l'olocene.
Molte delle informazioni stratigrafiche rigurdanti la crescita dei diversi centri eruttivi sono state infatti raccolte sulle pareti della Valle del Bove.

Altro sull'evoluzione geologica dell'Etna

Riferimenti

Behncke B (2001) Volcanism in the Southern Apennines and Sicily. In: Vai GB and Martini IP (eds) Anatomy of an orogen: the Apennines and adjacent Mediterranean basins. Kluwer Academic Publishers, Dordrecht-Boston-London: 105-120 (Etna: pp. 111-113).

Continisio R, Ferrucci F, Gaudiosi G, Lo Bascio D and Ventura G (1997) Malta escarpment and Mt. Etna: early stages of an asymmetric rifting process? Evidences from geophysical and geological data. Acta Vulcanologica 9: 45-53.

Di Geronimo I, Ghisetti F, Lentini F and Vezzani L (1978) Lineamenti neotettonici della Sicilia orientale. Memorie della Società Geologica Italiana 19: 543-549.

Doglioni C, Innocenti F and Mariotti G (2001) Why Mt Etna? Terra Nova 13: 25-31.

Gillot PY, Kieffer G and Romano R (1994) The evolution of Mount Etna in the light of potassium-argon dating. Acta Vulcanologica 5: 81-87.

Gvirtzman Z and Nur A (1999) The formation of Mount Etna as the consequence of slab rollback. Nature 401: 782-785.

Lanzafame G, Neri M, Coltelli M, Lodato L and Rust D (1997) North-south compression in the Mt. Etna region (Sicily): spatial and temporal distribution. Acta Vulcanologica 9: 121-133.

McGuire WJ, Stewart IS and Saunders SJ (1997) Intra-volcanic rifting at Mount Etna in the context of regional tectonics. Acta Vulcanologica 9: 147-156.

Monaco C, Tapponnier P, Tortorici L and Gillot PY (1997) Late Quaternary slip rates on the Acireale-Piedimonte normal faults and tectonic origin of Mt. Etna (Sicily). Earth and Planetary Science Letters 147: 125-139.

Tanguy J-C, Condomines M and Kieffer G (1997) Evolution of the Mount Etna magma: Constraints on the present feeding system and eruptive mechanism. Journal of Volcanology and Geothermal Research 75: 221-250.