Il vulcanismo della Toscana

Il sottosuolo dell’area di Larderello, dove fin dall'antichità erano noti i soffioni (ora più noti come Geyser) è uno dei più studiati al mondo e la ricerca di fluidi geotermici è ovviamente il fattore scatenante di queste ricerche. Recentemente la produzione di energia geotermoelettrica si è estesa al Monte Amiata.

Apparentemente la cosa può sembrare strana, visto che i geyser sono associati ai vulcani ed in Toscana di vulcani attivi a prima vista non ce ne sono. Ma solo a prima vista, perchè la Toscana è realmente teatro di una intensa attività vulcanica da quasi 8 milioni di anni. I numerosi corpi vulcanici, sia intrusivi che effusivi, inquadrata nella PMT (Provincia Magmatica Toscana) si sono formati in questo periodo e hanno anche rivestito un ruolo particolarmente importante nella storia umana per le mineralizzazioni a loro correlate, già sfruttate in epoca etrusca. Comunque verso il 1282 a Larderello ci sarebbe stata una eruzione vulcano-freatica che avrebbe formato un cratere, ora occupato dal lago Vecchienna.<

Il Monte Amiata è per adesso l'ultimo episodio della serie ed è effettivamente molto recente, dato che la sua attività è databile fra i 300 e i 180 mila anni fa; il calore geotermico che viene sfruttato è quello della sua camera magmatica, ancora a temperatura elevata.

A Larderello i fluidi geotermici si originano da una massa magmatica che circa 3,8 milioni di anni fa si è intrusa a bassa profondità nella crosta, senza arrivare in superficie e che non si è ancora del tutto raffreddata perchè fra essa e la superficie c'è un grosso spessore di argille impermeabili che ha impedito lo scambio termico guidato dall'acqua.

E che ancora il processo che ha portato alla formazione di questi magmi non si è concluso lo dimostrano i dati sul flusso di calore dall’interno della terra, che in Toscana Meridionale raggiunge valori fra i più alti di tutto il globo terrestre. Naturalmente si tratta di un valore medio dell'area che prescinde da quelli, straordinariamente elevati, che contraddistinguono le due aree geotermiche. Questo rivela che al di sotto della parte meridionale della regione il mantello terrestre è molto più vicino alla superficie del normale (circa 25 km) e la crosta è più sottile.

Tolte Gorgona e Pianosa le altre isole dell'Arcipelago Toscano sono di origine magmatica. Capraia in particolare è quello che resta di un grande vulcano attivo quasi 7 milioni di anni fa. Giglio, Montecristo e il Monte Capanne sull'isola d'Elba sono invece magmi solidificatisi all'interno della crosta ed esumati sia per l'erosione che per il cosiddetto “denudamento tettonico”, cioè una estensione della crosta che porta alla luce zone che erano sotto all'area che si è allargata.

Alla PMT sono stati recentemente assegnati anche il Monte Vercelli, una montagna sottomarina 50 km a sud del Giglio e, nel Lazio, il Vulcano della Tolfa, i Monti Cimini qualche altro piccolo centro. Il magmatismo laziale più noto (Bolsena, Colli Albani etc etc) ha prodotti ed origine significativamente diversi da quelli toscani.

I vulcani veri e propri, cioè le manifestazioni documentate di magmatismo subaereo, oltre a Capraia e Amiata, si trovano a Radicofani (ben visibile nella foto), la Tolfa, Torre Alfina, Roccastrada e San Vincenzo. Contrariamente a quelli della provincia laziale quelli toscani non hanno proceduto alla formazione di caldere, se si eccettuano i Monti Cimini. Quindi le eruzioni non hanno avuto l'effetto di svuotare la camera magmatica (che appunto sull'Amiata è ancora calda) e provocare il crollo della crosta sovrastante.

STORIA DEI MAGMI TOSCANI: tutto comincia dopo la collisione continentale tra il blocco sardo-corso e la microplacca Adriatica che ha generato l'Appennino settentrionale. Il primo episodio assimilabile alla PMT è a Sisco, sul “dito” della Corsica ed ha un'età molto antica: quasi 15 milioni di anni. Consiste di rocce un po' strane, i lamproiti,rocce provenienti dal mantellO Non tutti gli Autori sono d'accordo, soprattutto per la differenza di età, ad includere Sisco nella PMT. Generalmente si assiste ad uno spostamento verso Est dell'attività: per esempio 7 milioni di anni fa interessava la parte tirrenica (Capraia, Montecristo, monte Vercelli); 5 milioni di anni fa era all'altezza della costa attuale e 1 milione di anni fa l'attività si è spostata tra la Valdorcia e l'alto Lazio, ben all'interno della Toscana. In pratica hanno seguito a distanza il progradare della catena, che come è noto ha interessato nell'Oligocene le zone attualmente lungo la costa tirrenica e adesso si trova lungo l'attuale spartiacque appenninico.

I PRODOTTI MAGMATICI: i magmi della PMT sono un po' strani. Una buona parte mostra buone affinità con le serie shoshonitiche o calcacaline, tipiche di un ambiente di arco magmatico come il Giappone o le Ande, magmi che si formano nella crosta. Però oltre a questi ci sono altri magmi che raccontano una storia molto diversa: quella di liquidi provenienti dalle profondità del mantello.

Ci sono prove chimiche notevoli in molti apparati che addirittura questi due magmi si siano mescolati. Al Giglio poi si vede come alcuni filoni lamproitici di provenienza mantellica siano ben posteriori alla solidificazione della massa principale, che – a parte i fenomeni di ibridazione –, è un tipico prodotto di fusione parziale piuttosto spinta di una crosta continentale profonda.

INQUADRAMENTO GEOLOGICO: e qui si va sul difficile, non essendoci ancora un accordo generale fra i vari Autori, che seguono due linee di pensiero distinte

Alcuni propendono per un semplice meccanismo di arco – fossa, legato alla subduzione della crosta adriatica sotto quella toscana. E' una soluzione tettonicamente accettabile, anche se non spiega alcune cose, in particolare la mancanza di un vero e proprio bacino di retroarco (che non può essere certo il bacino provenzale, nato ben prima) e la associazione di magmi di anatessi crustale (fusione parziale della crosta) con altri di provenienza mantellica. Lo schema è quello della figura qui accanto.

Inoltre gli ultimi profili sismici hanno evidenziato più che una subduzione della litosfera adriatica sotto quella toscana che questi due settori, di cui quello toscano a “crosta assottigliata” sono piuttosto due zone adiacenti e che la tettonica di superficie è diversa da quella profonda.

Pertanto la soluzione che va per la maggiore adesso è che l'input alla formazione dei magmi della provincia toscana l'abbia dato la risalita del mantello superiore al di sotto della Toscana Meridionale. Questi, molto caldi, hanno a loro volta fuso parti della crosta sovrastante, che quindi hanno formato i prodotti granodioritici o riolitici della maggior parte dei corpi vulcanici toscani.

LA PARTICOLARE COMPOSIZIONE DEL MANTELLO SOTTO LA TOSCANA. I magmi mantellici toscani sono sicuramente a composizione basaltica ma rispetto ai basalti alcalini normali, tipici di zone a crosta sottile che sovrastano una risalita del mantello, hanno delle differenze notevoli nel chimismo, che per certi versi ricorda quello dei magmi crustali. Il fatto viene spiegato con una semplice considerazione tettonica: il mantello toscano è stato interessato per ben due volte in tempi recenti da due piani di subduzione, quello alpino diretto verso Est, a cui si è sommato quello appenninico diretto a ovest. La presenza di questi pacchi di materiale crustale spiega quindi i motivi di questa anomala composizione