Geologia dell'area vulcanica di Lassen

Le eruzioni nell'area vulcanica di Lassen negli ultimi 70.000 anni. Il cerchio mostra la base del Monte Tehama. Vedi l'immagine della cronologia

Mappa geologica del Picco Lassen, dove un asterisco indica la localizzazione di una bocca, HPE al è alluvio/ghiaione/colluvio, HPE t è tillite e PE-Lvd è la Sequenza Brokeoff Volcano Diller

La geologia dell'area vulcanica di Lassen presenta una storia di sedimentazione e attività vulcanica nell'area dentro e intorno al Parco nazionale vulcanico di Lassen nella California Settentrionale (Stati Uniti d'America). Il parco è localizzato nella parte più meridionale della Catena delle Cascate nella regione del Nord-ovest Pacifico degli Stati Uniti. Le placche tettoniche dell'Oceano Pacifico si sono immerse sotto la Placca nordamericana in questa parte del Nordamerica per centinaia di milioni di anni. Il calore proveniente da queste placche in subduzione ha alimentato decine di vulcani in California, Oregon, Washington e Columbia Britannica almeno durante gli ultimi 30 milioni di anni (vedi Geologia del Nord-Ovest Pacifico) ed è responsabile anche delle attività nell'area vulcanica di Lassen.

Fra 3 e 4 milioni di anni fa, colate di fango di origine vulcanica chiamate lahars colarono lungo parecchie montagne importanti, che includevano i vicini ma ormai estinti Monte Yana e Monte Maidu per diventare la Formazione Toscana. Colate di lava basaltiche e in seguito da andesitiche a dacitiche coprirono aree sempre più grandi di questa formazione per formare infine l'altopiano lavico sul quale poggia il parco. Circa 600.000 anni fa, il Monte Tehama iniziò a sollevarsi come uno stratovulcano nell'angolo sud-occidentale del parco, raggiungendo infine un'altezza stimata di 11 000 ft (3 400 m). In seguito a una serie di eruzioni approssimativamente 350.000 anni fa, il suo cono collassò su sé stesso per formare una caldera larga 2 mi (3,2 km).

Grosso modo 27.000 anni fa, un duomo di lava di dacite si fece rapidamente strada attraverso il fianco nord-orientale distrutto del Tehama, diventando il Lassen Peak, approssimativamente più basso di 1.000 ft (300 m). La forma del Lassen fu significativamente alterata dall'erosione glaciale da 25.000 a 18.000 anni fa durante la glaciazione del Wisconsin. Da allora, duomi di dacite più piccoli come i Chaos Crags, vecchi di 1.100 anni, si sono formati intorno al Lassen. Eruzioni freatiche (con esplosione di vapore), colate di lava di dacite e andesite insieme alla formazione di coni di ceneri sono continuate fino ai tempi moderni. La più notevole di queste è l'eruzione e la formazione tra la metà e la fine del XVII secolo (date in base agli anelli di crescita degli alberi) di Cinder Cone e l'eruzione all'inizio del XX secolo del Lassen Peak. L'unica attività da allora è stato il ribollimento costante dei vasi di fango e l'esalazione di vapore delle fumarole dalle varie aree geotermiche del Parco nazionale vulcanico di Lassen. Tuttavia, esiste la possibilità di una rinnovata e vigorosa attività vulcanica che potrebbe minacciare la vita e il patrimonio dell'area.

Ambiente geologico regionale

Ambiente attuale

L'area vulcanica di Lassen giace all'estremità meridionale della Catena delle Cascate, che si estende verso nord per circa 500 mi (800 km) dal Lassen Peak all'interno del parco attraverso l'Oregon e lo stato di Washington e fino alla Columbia Britannica. Il Lassen Peak e i 16 altri maggiori vulcani delle Cascate formano un segmento di un anello di vulcani che circondano l'Oceano Pacifico, noti collettivamente come la Cintura di fuoco del Pacifico. I vulcani delle Cascate sono alimentati dal calore generato dalle placche tettoniche di Gorda e Juan de Fuca che vengono subdotte sotto la Placca nordamericana, molto più larga ma più leggera. Posta circa 300 mi (480 km) al largo, il centro di diffusione della Placca di Gorda Plate spinge fuori ogni anno circa 1 in (2,54 cm) di nuova crosta verso la costa della California più settentrionale e dell'Oregon meridionale.

La composizione della roccia fusa (magma) che alimenta il vulcanismo nell'area vulcanica di Lassen varia ampiamente nel suo contenuto di silice o SiO₂; più alto è il contenuto di silice, maggiore è l'abilità del magma di intrappolare e trattenere il gas e il vapore acqueo. Quando il magma ad alto contenuto di silice (dacitico) risale alla superficie della Terra, i gas e i vapori intrappolati eruttano esplosivamente producendo nuvole di cenere e colate piroclastiche che consistono di gas surriscaldato, cenere e frammenti vulcanici. Il magma dacitico che è estruso non esplosivamente come lava forma i duomi di lava perché è troppo viscoso (appiccicoso) per scorrere lontano dalla sua sorgente. Il magma a basso contenuto di silice (basaltico) è più fluido e di solito erutta come lava in eruzioni meno esplosive della dacite perché il gas e il vapore acqueo fuggono facilmente da esso. Le eruzioni di magma basaltico producono tipicamente colate di lava allungate, come pure costruiscono coni di ceneri (pile di piccoli frammenti schiumosi di lava o "ceneri") intorno alle bocche vulcaniche.

Il vulcanismo basaltico nell'area vulcanica di Lassen si presenta principalmente lungo catene di bocche allineate in una direzione nord o nord-ovest, parallela alle faglie regionali. Gli esempi includono Poison Buttes, Subglacial Buttes, Tumble Buttes, l'area di Prospect Peak-Red Cinder, il lato est della Valle di Hat Creek e dell'area di Potato Buttes-Sugarloaf e l'area di Red Lake Mountain. Il vulcanismo basaltico prolungato in un singolo sito può produrre una struttura  ragguardevole, come gli ampi, relativamente piatti vulcani a scudo di Prospect Peak e Sifford Mountain.

A nord-ovest del parco si trovano i Monti Klamath (un termine collettivo per le catene montuose Siskiyou, Trinity, Salmon e Marble). Ad ovest si trova la Valle del Sacramento. Appena a sud del parco comincia la Sierra Nevada, e ad est si trovano l'Altopiano Modoc e poi il Gran Bacino.

Storia geologica della regione 

I maggiori vulcani della Catena delle Cascate sono alimentati dal calore generato quando le placche tettoniche si immergono sotto il Nordamerica.

Tutta la roccia ora esposta nell'area del parco è vulcanica, ma non è sempre stato così. Per centinaia di milioni di anni, la regione di Lassen subì ripetuti sollevamenti per formare montagne, solo per farle assottigliare e sommergere sotto l'invasione dei mari. Durante i periodi di sommersione, furono depositati sabbia, fango e calcare. Occasionalmente l'attività vulcanica era associata alla formazione di montagne.

Circa 70 milioni di anni fa; l'area dove è ora situata la Catena delle Cascate era sotto la più recente invasione da parte dell'Oceano Pacifico. Le rocce che costituiscono la moderna Sierra Nevada e i Monti Klamath erano già in esistenza ma sepolte profondamente. Circa 70 milioni di anni prima (140 milioni di anni prima del presente), le rocce che ora costituiscono i Klamath si staccarono dalle Sierre e si spostarono 60 mi (97 km) a ovest, lasciando lo "Stretto di  Lassen" inondato. Questa ampia depressione era un canale marittimo che collegava il bacino marino in California con quello nell'Oregon centro-orientale.

L'intera porzione occidentale del Nord America stava venendo deformata a causa dell'orogenesi laramide iniziata circa 70 milioni di anni fa. Gradualmente durante milioni di anni, le rocce crostali furono piegate e fratturate e i mari allontanati. Questo stesso piegamento e rottura delle rocce alleviava la pressione sul materiale bollente sotto la superficie della Terra sotto la crosta e permetteva al magma di risalire verso la superficie. I vulcani esplosero in attività a partire da 30 milioni di anni fa dallo stato di Washington verso sud lungo le Cascate e nell'area ora occupata dalla Sierra Nevada. Questa attività continuò fino ad approssimativamente 11 o 12 milioni di anni fa. La lava e la cenere raggiuunsero uno spessore fino a 10 000 ft (3 000 m) in alcune aree, formando quelle che sono ora note come le Cascate occidentali. Queste sono state poi erose fino a diventare ora colline ondulate.

Nel frattempo, verso la fine di questa attività, eruzioni di tipo diverso ebbero luogo su una scala senza precedenti nell'Oregon e nel Washington orientali. Da innumerevoli crepe, inondazioni di lava basaltica altamente fluida si riversarono per coprire un'area di oltre 200 000 mi² (520 000 km²). Ora noto come Altopiano del Columbia, questo grande letto di lava dell'inondazione basaltica copre gran parte dell'Oregon, del Washington e perfino parti dell'Idaho. L'Altopiano Modoc nella California Settentrionale è una colata basaltica più sottile che alcuni geologi associano all'Altopiano del Columbia, ma su questo vi sono obiezioni tecniche. Le Alte Cascate (il settore centrale della catena, dove si trovano le cime più alte) presero forma come una cintura montuosa distinta in conseguenza di questo sollevamento e del piegamento della spessa coltre di rocce vulcaniche. Durante i successivi 10 milioni di anni, si formarono una serie di nuovi coni basaltici simili ai vulcani a scudo che si trovano ora nelle Hawaii.

Formazione delle rocce del basamento

Mappa dei centri vulcanici, dove Y è Yana, M è Maidu, D è Dittmar, Ln è Lassen, Lt è Latour, C è Caribou ed S è Snow Mountain

Tra due e tre milioni di anni fa, durante il Pliocene, la Sierra Nevada fu sollevata e inclinata verso ovest. Una serie di colate di fango vulcaniche (lahars) da tre delle maggiori aree sorgente fornì detriti che coprirono quasi 2 000 mi² (5 200 km²) per formare la più antica e distintiva formazione geologica delle Alte Cascate. La Formazione Toscana (Tuscan Formation) che ne è risultata non è esposta da nessuna parte nel parco nazionale, ma è appena sotto la superficie in molti luoghi al suo interno. Il materiale piroclastico più antico della formazione ha 3 o 4 milioni di anni. La parte più giovane della formazione consiste di conglomerati intercalati e di brecce vulcaniche che hanno 2 milioni di anni.

Una delle maggiori sorgenti della formazione era il Monte Yana, concentrato poche miglia (5 km) a sudest di Butt Mountain e a sud del parco. Il Monte Yana aveva probabilmente raggiunto la sua grandezza completa di 10 000 ft (3 000 m) di altezza e di 15 mi (24 km) di diametro prima che il Monte Maidu, la seconda sorgente, avesse compiuto metà della sua creescita. Il Monte Maidu, che alla fine sorpassò il Monte Yana in grandezza, era concentrato su quella che è ora la città di Mineral, California, ma è estinto da centinaia di migliaia di anni (la pianura erbosa intorno alla città è la caldera del Maidu). Una terza sorgente situata a nord di Latour Butte diede un contributo minore alla formazione. Sorgenti minori includevano un'area vicino a Hatchet Mountain Pass (a nordovest di Burney Mountain), dicchi a sud e a sudovest di Inskip Hill e probabilmente Campbell Mound (a nord di Chico, California).

Nel frattempo, all'interno dei confini del parco altri eventi vulcanici stavano avendo luogo. Lave basaltiche si riversarono nelle vicinanze del Lago Willow nella porzione sud-occidentale del parco. Queste furono seguite da una spessa sequenza di lave andesitiche molto fluide che eruttarono vicino al Lago Juniper e scorsero verso ovest per circa quattro miglia (6 km). Circa nello stesso tempo, altre lave andesitiche si riversarono da varie bocche sull'altopiano per coprire un'area di almeno 30 mi² (78 km²). Incluse tra queste colate vi erano le lave di andesite porfiritica nera del Lago Twin, che erano notevoli in quanto contenevano xenocristi di quarzo. Le andesiti di Flatiron si riversarono sulla parte sud-occidentale dell'area del parco intorno a questo periodo. Apparentemente, le bocche di queste lave rinnovarono l'attività in una data molto successiva per formare tre coni di ceneri: Hat Mountain, Crater Butte e Fairfield Peak.

Un po' più tardi, lave andesitiche si riversarono fuori da quello che è ora Reading Peak e scorsero principalmente a sud e ad est, raggiungendo il fondo della Valle Warner. A questo punto, la porzione orientale del parco era stata trasformata in una pianura relativamente piatta. L'attività fu seguita da un'eruzione dei basalti orientali dai vulcani a est del parco. Queste spesse colate si sono successivamente erose per produrre le colline frastagliate che limitano il parco ad est. Prese insieme, queste varie colate formarono l'altopiano di lava su cui è localizzata l'area vulcanica di Lassen.

I vulcani sorgono e cadono nell'area del parco

Monte Tehama e rocce vulcaniche pre-Lassen

Il Rockland Ash eruttò circa 600.000 anni fa dal Monte Tehama (alcune fonti danno una data di 400.000 anni prima del presente.) Quell'evento fu 50 volte più grande dell'eruzione del Monte Sant'Elena del 1980.

Da 600.000 a 400.000 years ago, eruzioni formarono un grande stratovulcano conico chiamato Monte Tehama (talvolta detto anche Brokeoff Volcano) in quello che è ora l'angolo sud-ovest del parco. Era fatto di strati grosso modo alternati di lave andesitiche e tefrite (cenere vulcanica, breccia e pomice), questi ultimi crescenti con l'altezza.

Il Tehama raggiunse alla fine un'altezza di circa 11 000 ft (3 400 m), era largo da 11 fino a 15 miglia (18 fino a 24 km) alla sua base, e conteneva 80 km³ (19 cu mi) di materiale. La sua bocca principale giaceva nelle vicinanze di quello che è ora Sulphur Works, ma una seconda bocca dalla quale non uscivano lave si trovava sul fianco orientale di Little Hot Springs Valley. Contrariamente alla credenza popolare, Bumpass Hell non è una delle bocche principali del Tehama, dal momento che è localizzato al di fuori della caldera.

Bibliografia

Principali opere citate

• David D. Alt e Donald W. Hyndman, Roadside Geology of Northern California, Missoula, Montana, Mountain Press Publishing Company, 1986, ISBN 0-87842-055-X.
• Ann G. Harris, Esther Tuttle e Sherwood D. Tuttle, Geology of National Parks, 5ª ed., Iowa, Kendall/Hunt Publishing, 1997, ISBN 0-7872-5353-7.
• Stephen L. Harris, Fire Mountains of the West: The Cascade and Mono Lake Volcanoes, Missoula, Montana, Mountain Press Publishing Company, 2001, ISBN 0-87842-220-X.
• Eugene P. e David V. Harris, Geology of U.S. Parklands, 1ª ed., New York, John Wiley & Sons, 1999, ISBN 0-471-33218-6.

Voci correlate

• Parco nazionale vulcanico di Lassen