La fessurazione colonnare (o giunzione colonnare) è una struttura geologica costituita da una serie di fratture intersecanti e ravvicinate, chiamate diaclasi, che portano alla formazione di un reticolo regolare di prismi poligonali o colonne. La giunzione colonnare si riscontra in molti tipi di rocce ignee (ad esempio basalto, andesite, riolite, tufo) e si forma durante il raffreddamento e la contrazione della roccia. Questo fenomeno può verificarsi in colate laviche e tufi da colate cineritiche (ignimbrite), così come in alcune intrusioni superficiali.

Più raramente, la giunzione colonnare può verificarsi anche in rocce sedimentarie, a causa di una combinazione di dissoluzione e ri-precipitazione di minerali interstiziali (spesso quarzo o silice criptocristallina) da parte di fluidi idrotermali caldi, unita all'espansione e contrazione dell'unità rocciosa; entrambi i processi risultano solitamente dalla presenza di una vicina intrusione magmatica.

Le colonne possono variare da un diametro di pochi centimetri fino a 3 metri, e possono raggiungere un'altezza di 30 metri. Sono tipicamente parallele e diritte, ma possono anche essere curve e variare di diametro. Un insieme di colonne regolari, dritte e di grande diametro è chiamato "colonnato"; una struttura irregolare, meno dritta e con diametro minore è definita "entablatura". Il numero di lati delle singole colonne può variare da 3 a 8, essendo la forma esagonale (6 lati) la più comune.Oregon State University > Volcano World > ... > Columnar Jointing. Accesso 29 dicembre 2013.

Fisica Quando il magma o la lava si raffreddano diventando roccia solida, conservano ancora molto calore. Man mano che il raffreddamento prosegue, la roccia (ad esempio il basalto) si contrae e forma delle crepe per rilasciare l'energia di trazione. Successivamente viene ulteriormente raffreddata dall'ebollizione e dal riflusso delle acque sotterranee.

Quando le crepe appaiono per la prima volta sulla superficie, esse presentano prevalentemente giunzioni a "T", simili alle fessure di disseccamento del fango, poiché si formano individualmente. Una crepa si propaga sulla superficie fino a incontrarne una precedente, formando un angolo retto.

In seguito, queste crepe si estendono verso il basso seguendo un fronte di avanzamento approssimativamente planare e parallelo alla superficie. Durante il movimento, il reticolo delle crepe subisce un processo di ricottura spontanea che tende a ridurre l'energia del sistema. La velocità con cui il fronte si muove è determinata dalla portata delle acque sotterranee. Dopo che il fronte è avanzato di alcuni metri, evolve in una griglia esagonale con una larghezza dei prismi approssimativamente costante, determinata principalmente dalle proprietà del materiale e dalla velocità di avanzamento .

Rapporto di scala Definendo il numero di Péclet come (dove è la diffusività termica del materiale), si osserva che per tutte le giunzioni colonnari il valore di Pe è di circa 0,2; per questo motivo la forma e la velocità di tutte le giunzioni colonnari sono simili se rapportate in scala. Un modello in scala può essere creato facendo essiccare dell'amido di mais (maizena) dello spessore di un centimetro, producendo colonne larghe circa 1 mm.

Per il basalto il valore è , mentre per l'amido di mais è .

Località famose Alcune delle località più celebri includono il Selciato del gigante in Irlanda del Nord, la Grotta di Fingal sull'isola di Staffa in Scozia, e il canyon Stuðlagil in Islanda. Negli Stati Uniti sono famosi il Devils Tower nel Wyoming, il Devils Postpile in California e i basalti del Columbia River. In Italia, esempi spettacolari si trovano nelle Gole dell'Alcantara in Sicilia e a Guspini in Sardegna.

Devils Tower

Il Devils Tower nel Wyoming ha circa 40 milioni di anni ed è alto 382 metri. I geologi concordano sul fatto che la roccia si sia formata da un'intrusione magmatica, ma non è ancora certo se il magma abbia mai raggiunto la superficie. La maggior parte delle colonne è a 6 lati, ma se ne trovano anche a 4, 5 e 7 lati.

Selciato del gigante (Giant's Causeway)

Situato sulla costa settentrionale dell'Antrim in Irlanda del Nord, si è formato a causa dell'attività vulcanica 60 milioni di anni fa e consiste di oltre 40.000 colonne. Secondo la leggenda, il gigante Fionn mac Cumhaill costruì il selciato come un sentiero per raggiungere la Scozia.

Gole di Sōunkyō Le gole di Sōunkyō a Kamikawa, in Giappone, presentano un tratto di 24 km di giunzioni colonnari, risultato di un'eruzione del gruppo vulcanico Daisetsuzan avvenuta 30.000 anni fa.

Trappi del Deccan

I trappi del Deccan in India (tardo Cretaceo) costituiscono una delle province vulcaniche più grandi della Terra; esempi di giunzione colonnare si trovano nelle isole di Santa Maria nello stato del Karnataka.

Bacino di High Island Formate nel Cretaceo, queste rocce colonnari si trovano intorno al bacino idrico e alle isole vicine a Sai Kung, a Hong Kong. È un caso particolare in cui le rocce non sono mafiche (basaltiche), ma sono composte da tufo felsico.

Marte

Diverse esposizioni di giunzioni colonnari sono state scoperte sul pianeta Marte grazie alla camera HiRISE a bordo del Mars Reconnaissance Orbiter (MRO).

Gola di Garni, Armenia La Gola di Garni, situata 23 km a est di Erevan, è nota per le sue formazioni soprannominate "sinfonia delle pietre". Sito su di un promontorio sovrastante la gola si trova il Tempio di Garni, risalente al I secolo d.C.

Note

Voci correlate Basalto Diaclasi

Altri progetti

Collegamenti esterni Columnar Joints - Stanford University (in inglese)

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