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L’Isola di Vulcano è l’isola più a sud dell’arcipelago Eoliano, situato nel Mar Tirreno meridionale. Il principale centro eruttivo dell’Isola è il Cono della Fossa, un cono di tufo che si erge all’interno dell’omonima caldera nella zona nord-occidentale dell’Isola. Il cono ha iniziato la sua attività circa 15 ka ed è stato molto attivo nel corso dei secoli con l’ultima eruzione avvenuta nel 1888-90 studiata da Giuseppe Mercalli, che per la prima volta coniò il termine di attività esplosiva vulcaniana (Mercalli e Silvestri, 1891). Nello sviluppo del cono della Fossa, particolare rilevanza ha il cosiddetto ciclo di Palizzi, cronologicamente posizionabile nei secoli intorno all’anno 1000 d.C., che per volume di materiali eruttati e variabilità di stili eruttivi supera di gran lunga quelli avvenuti in epoca più recente (Di Traglia et al., 2013). L’attività eruttiva durante la fase di Palizzi ha messo in posto una sequenza costituita da ceneri e lapilli stratificati, la cui origine è stata oggetto di discussione nel corso di numerosi studi.
Nei lavori precedenti, queste ceneri sono considerate come prodotto di un’attività da surge piroclastico all’interno della quale si verificano due eventi di fall-out (rioliti e trachiti) di intensità più significativa (Frazzetta et al., 1983; Dellino e La Volpe, 1997; De Astis et al., 2013). Gli autori hanno approfondito soprattutto la sedimentologia e le dinamiche di messa in posto e le relazioni stratigrafiche dei tefra, senza analizzare in dettaglio la natura dei materiali eruttati, i caratteri chimico-mineralogici e le variazioni base-tetto della sequenza.
Il presente lavoro di tesi è consistito nello studio sistematico delle ceneri della successione di Palizzi campionate all’interno di una trincea scavata sul lato sud-orientale del Cono de La Fossa, a 1 km dal cratere della Fossa. La sequenza contiene una registrazione completa della sequenza esplosiva di Palizzi (spessore totale di oltre 4 metri) ed è composta principalmente da ceneri fini di deposizione largamente primaria e dai due fallout di pomici riolitiche (Pal B) e trachitiche (Pal D) già descritte da altri autori (Di Traglia et al., 2013).
La parte inferiore della sequenza (Pal A) ha uno spessore di 100 cm e risulta costituita da ceneri sciolte, finemente stratificate, a struttura piano-parallela, indicanti una attività esplosiva pulsatoria sostanzialmente continua. Le pomici riolitiche di caduta Pal B sono invece riconducibili ad una attività esplosiva sostenuta (Di Traglia et al., 2013) che interrompe l’emissione delle ceneri scure. La porzione che ricopre Pal B (Pal C) ha uno spessore totale di quasi 300 cm ed è stata suddivisa in tre parti: la porzione alla base (Pal C1) è anch’essa costituita da ceneri sciolte di colore scuro, finemente stratificate, associabili ad una fase di attività esplosiva pulsatoria continua. La porzione mediana (Pal
C2) consiste di ceneri prevalentemente laminate piano-parallele, parzialmente indurite, prodotte anch’esse da eruzioni esplosive pulsatorie. La presenza di ceneri rimaneggiate abbinate a discontinuità erosive intercalate alle ceneri primarie è indicativa di ripetute pause eruttive. La non stazionarietà degli eventi eruttivi è confermata dalla presenza di livelli di ceneri fini arrossate dovute all’ossidazione del materiale eruttato all’interno del cratere durante le stasi. La porzione Pal C3 chiude la fase Pal C, ha uno spessore di 75 cm ed è costituita da ceneri rimaneggiate all’interno delle quali sono presenti tuttavia alcuni livelli di ceneri nere primarie, indurite, a struttura piano-parallela. Sono stati complessivamente raccolti 28 campioni (4 per Pal A, 7 per Pal C1, 6 per Pal C2, 4 per Pal C3). Sui materiali campionati sono state effettuate in laboratorio analisi di tipo granulometrico, dei componenti (allo stereomicroscopio e al microscopio ottico) e analisi chimiche su vetri e cristalli al SEM-EDS.
L’analisi granulometrica ha mostrato come tutti i campioni di Palizzi presentino andamenti unimodali e valori di sorting molto bassi (quasi sempre <2f). La combinazione di questi valori, tipica di depositi da caduta, si mostra in ottimo accordo con la struttura piano-parallela dei depositi.
Un importante sforzo compiuto da questo lavoro è stata l’elaborazione di un criterio di riconoscimento e classificazione dei diversi componenti. Lo studio delle diverse tipologie di materiale litico fresco ha richiesto analisi macroscopiche, microscopiche ottiche e in microscopia elettronica per essere opportunamente compreso dal punto di vista genetico.
I componenti sono stati distinti in base a otto categorie: juvenile vescicolato chiaro, juvenile vescicolato scuro, juvenile denso, litici non alterati, litici alterati, pirosseni, feldspati e olivine. L’analisi quantitativa dei componenti e le loro abbondanze relative suggeriscono una frammentazione magmatica in cui vengono emessi materiali a diverso grado di contenuto in gas. La componente francamente litica è mediamente accessoria. Inoltre, la diminuzione della porzione juvenile vescicolata dalla base verso il tetto a spese di un aumento della componente juvenile scura e densa, denota un progressivo calo del gas dalle fasi iniziali a quelle finali dell’eruzione. L’incremento di abbondanza osservato nei cristalli liberi, soprattutto del pirosseno, sembra indicare una maggiore cristallizzazione del magma emesso al procedere dell’eruzione.
L’analisi chimica effettuata al SEM-EDS sui vetri juvenili ha mostrato come la sequenza sia caratterizzata da variazioni composizionali nelle sue diverse porzioni, comprendendo livelli con vetri di composizione latitica (55-57% wt% SiO2, Pal A e Pal C2) e trachitica (59-66% wt% SiO2, base di Pal C1). Non sono state evidenziate differenze di composizione tra le diverse tipologie di materiale juvenile. Infine, la morfologia e l’alterazione delle ceneri avvenuta all’interno del condotto esclude che l’acqua fosse presente all’interno del sistema, come invece era stato suggerito dai lavori precedenti.