Armored lapilli: “proiettili" sparati dai vulcani

A cura di Lisetta Giacomelli

La formazione di aggregati, detti pisoliti o lapilli accrezionali, talvolta presenti nei depositi piroclastici, è attribuita alla forza di attrazione elettrostatica fra le particelle vetrose di cenere in presenza di umidità. Queste strutture possono essere formate da sottili lamine concentriche (Schumacher e Schmincke, 1991, Cole e Scarpati, 1993, Edgar et al., 2007), oppure da un nucleo massiccio ricoperto da cenere fine (Branney, 1991) oppure ancora da litici avvolti da cenere (Bednarz e Schmincke, 1990, Palladino et al., 2001). 


Figura 1. Pisoliti formate da sottili lamine di cenere sovrapposte nei prodotti dell’eruzione del Vesuvio del 79 d.C. (Pompei).

Alcuni autori si sono posti il problema della terminologica, in quanto la voce “lapilli accrezionali” implica una dimensione compresa tra 2 e 64 mm, mentre vi sono aggregati inferiori ai 2 mm, per i quali è stato proposto accretionary pellet (Brown et al, 2012). Per elementi formati da un impasto di particelle più grandi di 2 mm, con un nucleo interno e che hanno, o superano, la misura di 5 cm viene usato il termine armored lapilli, senza differenziare dimensione o composizione del materiale agglomerato. Gli armored lapilli sono frequenti, ma non esclusivi, in prodotti di eruzioni in ambiente glaciale o lacustre. 


Figura 2. Aggregati irregolari con un grosso nucleo centrale formato da un litico lavico. Il tipo di fratturazione del litico rispecchia il contatto con acqua di un frammento caldo (Ventotene, Tufo di Parata Grande).

Spesso considerati come un’unica generazione di aggregati, sia che consistano in cenere umida intorno a un nucleo di ghiaccio o roccia (White & Valentine, 2016), oppure in piccole sfere create dalla presenza di umidità meteorica sulla cenere dei pennacchi eruttivi (Folch et al, 2010), lapilli e armored lapilli non risulta che compaiono insieme nello stesso strato e, di conseguenza, difficilmente si possono far risalire agli stessi meccanismi di formazione e a uguali condizioni ambientali.
Una tipologia specifica di armored lapilli è stata riconosciuta nei depositi prossimali del vulcano Kima'Kho (Columbia Britannica, Canada). Si tratta di agglomerati con un piroclasto vescicolato iuvenile centrale, di dimensioni tra 2 e 30 mm, ricoperto da strati concentrici millimetrici di particelle di cenere di dimensioni tra 10 e 250 μm. La formazione di simili strutture è stata interpretata come una ricaduta di materiale da una nube eruttiva sostenuta, contemporanea alla formazione di PDC. I lapilli di Kima'Kho hanno consentito di determinare il passaggio da una fase subglaciale a una fase subaerea dell’eruzione (Ryane et al, 2011). 
Un altro caso di prodotti vulcanici ricchi in lapilli accrezionali e armored lapilli è riportato in Antartide, a White Island (McMurdo Volcanic Group) tra i prodotti di due coni di tufo (Cooper et al, 2007). 


Figura 3. Armored lapilli provenienti da Ventotene.

Una definizione autorevole (Fisher, 1997) di armored lapilli stabilisce che “si formano quando la cenere umida si deposita attorno a un nucleo solido, come cristalli, pomici o frammenti litici, durante un'eruzione idrovulcanica”. Ma se non c’è un nucleo o quando questo è avvolto, invece che da cenere, da un impasto di cenere e lapilli eterogenei, la definizione, che così enunciata non differisce da quella dei lapilli accrezionali, è ancora valida? 


Figura 4. Due blocchi di tufo: Ventotene, a sinistra, con gli armored lapilli sporgenti e un blocco sulle sponde del lago di Albano con le cavità lasciate da diversi armored lapilli.

Gli armored lapilli, risultano più resistenti all’erosione rispetto ai prodotti in cui sono inglobati e sporgono spesso dalla superficie di uno strato. Lo stesso fenomeno si riscontra nelle strutture di degassazione (pipes) che possono restare in rilievo in un deposito eroso. Anche le pipes sono concentrazioni di particelle mediamente più grandi rispetto a quelle dell’intero deposito piroclastico, hanno uno sviluppo verticale e si formano quando il flusso gassoso che risale verso la superficie asporta la matrice più fine, favorendo nello stesso tempo la coesione dei frammenti lungo il percorso del degassamento.


Figura 5. Le strutture colonnari che risaltano sui fianchi del canyon eroso dal fiume Annie Creek sono fumarole fossili formatesi nella cenere di un’eruzione del M. Mazama avvenuta circa 7.700 anni fa (Godfrey Glen, Oregon).

Analoga coesione, ma in aggregati di forma sferica o quasi, non può avere la stessa giustificazione delle pipes. Per gli armored lapilli non vi sono molti esempi descritti in bibliografia e scarse le ipotesi sulla loro formazione, fatta salva la necessaria presenza di umidità (Morgavi et al, 2018). Tuttavia, sono visibili almeno in un paio di casi (e presumibilmente anche in altri) nei prodotti di vulcani italiani.

VENTOTENE

Figura 6. Nel blocco (a destra della persona) caduto dalla falesia di Ventotene si notano in rilievo gli armored lapilli.

La presenza di armored lapilli su Ventotene è stata segnalata in un lavoro del 1996 (Perrotta et al., 1996). L’isola costituisce, con la vicina Santo Stefano, un frammento del fianco sud-orientale di uno stratovulcano pleistocenico, sul quale si trovano i prodotti di almeno 27 eruzioni, la maggior parte esplosive, con solo tre episodi effusivi. Il deposito più recente, detto Tufo di Parata Grande, è il prodotto di una fase esplosiva cui si deve la formazione di una caldera sommitale di 3 km di diametro, avvenuta al culmine di oltre 500.000 anni di attività.


Figura 7. Armored lapilli nei prodotti di Parata Grande a Ventotene.

Nelle zone mediane e superiori della successione di Parata Grande, gli armored lapilli, di forma ellissoide o rotondi, con diametri che variano da 1 a 10 cm, sono distribuiti in modo non uniforme. Hanno un nucleo interno formato da piccoli clasti angolari, in genere pomici con dimensioni fino a 3 cm, e, meno frequentemente, litici. Il nucleo è rivestito da cenere grossolana, con lapilli fini e medi (<1,5 cm), privo di struttura e non disposti a strati concentrici. Sono evidentemente diversi per dimensioni e composizione dai lapilli di accrezione costituiti da cenere (Schumacher e Schmincke, 1991).

LAGO DI ALBANO (COLLI ALBANI)

Figura 8. Il lato Nord-orientale del Lago di Albano.

Il vulcano dei Colli Albani è un complesso quaternario, esteso per oltre 1500 km², attivo tra 600 mila anni fa e l’Olocene (Funiciello et al., 2003), attualmente considerato quiescente (De Rita et al., 1995, Marra et al, 2003). 


Figura 9. Le aree emerse per l’abbassamento registrato da diversi decenni nel livello dell’acqua.

La fase Tuscolano-Artemisio, datata tra 600.000 e 330.000 anni fa, comprende sei eruzioni ignimbritiche di grande volume, alternate a colate di lava, cui fece seguito la formazione di una caldera di 10 km di diametro. Al centro di questa depressione calderica si formò il vulcano Faete, con attività effusiva e esplosiva di tipo stromboliano. L'ultima fase eruttiva è stata caratterizzata da isolate eruzioni freatomagmatiche, provocate dall'interazione del magma con le acque di falda (De Rita et al., 1995).

Figura 10. Strutture di ancoraggio rimaste isolate per la continua diminuzione del livello dell’acqua.

Diverse eruzioni freatomagmatiche hanno formato il cratere che contiene ora il bacino lacustre di Albano (Freda et al, 2006). Intorno al lago affiorano i prodotti raggruppati nel Litosoma Faete, in parte ricoperto dal Litosoma di Via dei Laghi. All’interno del cratere, la carta geologica riporta l’Unità di Corona del Lago (De Rita et al, 1988), una successione di diversi livelli piroclastici, tra i quali sono presenti alcuni strati con lapilli accrezionali e altri con armored lapilli.

Figura 11. Sulle sponde del lago di Albano restano i segni dell’abbassamento del livello dell’acqua (foto 2018 e 2023).

Da decenni il livello del lago è in progressiva diminuzione, con un calo stimato in circa 5 metri in meno, solo rispetto al 2022. Negli anni ’70 del secolo scorso, l’acqua arrivava all’attuale marciapiede (Funicello et al, 2002), mentre tra la strada e la riva ora vi è un ampio spazio che ha favorito lo sviluppo di numerose spiagge attrezzate. 

UNA (possibile) STORIA

Non vi è dubbio che i due tipi di aggregati, quelli di Ventotene e quelli di Albano, si assomiglino come dimensioni singole e come granulometria delle particelle che li compongono. In entrambi i casi, la loro resistenza all'abrasione è maggiore di quella del materiale in cui sono inglobati e restano esposti sulla superficie di strati soggetti a erosione. A Ventotene, pur essendo il tufo osservabile in blocchi caduti quasi a livello delle onde, sono rari gli aggregati completamente staccati dalla roccia madre.

Figura 12. Aggregati sezionati e inglobati nel tufo di Parata Grande a Ventotene. Non sempre è presente, o non è ben definito, un nucleo centrale.

Al contrario, sulle sponde del lago di Albano, gli armored lapilli si trovano sia ancorati sia, in grande quantità, completamente rimossi. Può darsi che il tufo dei Colli Albani sia meno resistente e che gli aggregati vengano scalzati più facilmente dal movimento dell’acqua, per quanto le onde lacustri dovrebbero essere meno aggressive di quelle marine.


Figura 13. Un tratto della spiaggia del lago di Albano dove sono frequenti gli armored lapilli isolati dalla roccia.

La forma degli armored lapilli di Albano rinvenuti tra i ciottoli e la sabbia è spesso talmente sferica (a differenza di quelli di Ventotene) da far supporre che, oltre all’azione delle onde, cui si deve l’erosione fino al distacco dalla roccia madre e l’arrotondamento, possa essere intervenuto anche un gesto intenzionale. 

Figura 14. I resti degli insediamenti palafitticoli riemersi sulle sponde del lago (Villaggio delle Macine).

La riduzione del livello del lago ha messo allo scoperto i resti di insediamenti palafitticoli del Bronzo Antico-Medio, solo una tappa del lungo avvicendarsi di frequentazioni stabili. In tutta l’area laziale, senza eccezione dei Colli Albani, la presenza umana in epoca pre-romana e romana è nota e testimoniata da abbondanti tracce.


Figura 15. Armored lapilli provenienti da Albano (a sinistra) e da Ventotene. Quest’ultimo è circondato da una specie di “slabbratura” curva, simile a un’impronta da impatto.

La straordinaria forma sferica degli aggregati di Albano, la grande quantità di esemplari disseminati lungo le sponde del lago, il ritrovamento di un elemento con indubbi segni di lavorazione, e la similitudine con altri reperti noti, porta a presumere, finora senza alcuna prova archeologica, che il luogo possa essere stato sede di una produzione litica in epoca romana, dove si completava l’opera di arrotondamento che la natura aveva iniziato. Inoltre, negli aggregati di Albano, la superficie degli inclusi più resistenti è quasi sempre levigata fino a livello della matrice, altro indizio di un intervento diverso dall’erosione naturale.  

Figura 16. Alcuni esemplari degli aggregati ritrovati sulle spiagge del lago di Albano.

Sfere di pietra, simili a queste e ora visibili in diversi musei, erano lanciate con fionde, i famosi fromboli con cui i soldati romani colpivano prede e nemici. 
La storia dei vulcani si sovrappone spesso a quella umana, sia molto antica che recente. Questo potrebbe essere uno di quegli incroci inevitabili che inducono a facili suggestioni e a azzardate congetture.

Figura 17. Aggregato lavorato rinvenuto sulle sponde di Albano. Pietre simili venivano lanciate con le fionde dai soldati romani (frombolieri). Il foro creava un sibilo che rendeva il proiettile più aggressivo.


Figura 18. Pietre da artiglieria romana, utilizzate dalle macchine da guerra di Silla durante l’assedio di Pompei del 89 a.C. (Museo Madre, Napoli).


Figura 19. Frombolieri con la fionda caricata con un sasso, raffigurati sulla colonna Traiana a Roma.

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