Le spettacolari eruzioni vulcaniche che squarciano il cielo notturno con fontane incandescenti hanno un innesco ben preciso che risiede nelle profondità della crosta terrestre. La temperatura alla quale si trova il magma rappresenta infatti il fattore chiave per determinare la precisa tipologia di fenomeno eruttivo che un vulcano andrà a generare nel tempo. Quando questo materiale fuso viene riscaldato superando una certa soglia termica, la sua consistenza resta decisamente più fluida. Questa particolare condizione chimico-fisica gli permette di risalire verso la superficie in modo molto più veloce rispetto alle situazioni standard. È proprio tale impressionante velocità di ascensione ad innescare eventi di natura spiccatamente esplosiva, dando vita a scenari mozzafiato come le gigantesche fontane di lava, all’interno delle quali il magma viene scagliato addirittura a 1000 metri di altezza. A fare finalmente luce sull’esatto ruolo giocato dal calore è una recente e complessa ricerca scientifica internazionale.
Lo studio su Nature Communications e le riproduzioni in laboratorio
I dettagli di questa fondamentale scoperta, i cui risultati potrebbero aiutare a interpretare in maniera decisamente migliore i dati ricavati dai moderni sistemi di monitoraggio vulcanico, sono stati pubblicati sulla prestigiosa rivista scientifica Nature Communications. L’intero progetto di ricerca è stato guidato dall’italiana Barbara Bonechi, in forza all’Università britannica di Manchester. Allo studio ha partecipato attivamente un folto gruppo di istituzioni scientifiche del nostro Paese: l’Università di Camerino, l’Università di Milano-Bicocca, l’Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia di Catania e l’Istituto di Scienza, Tecnologia e Sostenibilità per lo sviluppo dei Materiali Ceramici del Consiglio Nazionale delle Ricerche di Faenza. Per comprendere il comportamento del materiale fuso, i ricercatori hanno accuratamente ricreato in laboratorio le reali condizioni vulcaniche, utilizzando i campioni di magma derivanti dall’eruzione del Tajogaite avvenuta nel 2021, il grande vulcano situato sull’isola di La Palma nell’arcipelago delle Canarie.
Il blocco della cristallizzazione e i tempi di reazione
Grazie agli esperimenti condotti su questi campioni, gli scienziati hanno scoperto che il calore in eccesso presente nelle profondità cambia in modo netto la struttura interna del magma, andando di fatto a impedire la naturale formazione dei cristalli. In condizioni di temperature normali, il processo di cristallizzazione inizia entro circa 20 minuti, arrivando a formare un magma molto più viscoso che concede un maggiore quantitativo di tempo ai gas immagazzinati per fuoriuscire verso l’esterno. Al contrario, in caso di surriscaldamento eccessivo, la formazione dei solidi cristallini viene pesantemente ritardata per circa 8 ore. Questo blocco mantiene il magma estremamente fluido, conferendogli la capacità di compiere una risalita violentemente veloce. Barbara Bonechi chiarisce l’importanza dell’osservazione scientifica affermando: “Finora non avevamo compreso appieno le dinamiche della crescita dei cristalli nei magmi che sono stati super-riscaldati poco prima della risalita“.
L’impatto delle scoperte sulla valutazione del rischio vulcanico
Le evidenze emerse dal lavoro del team promettono di ampliare concretamente gli strumenti a disposizione della comunità scientifica per prevenire i disastri naturali. Margherita Polacci dell’Università di Manchester, co-autrice dello studio, sottolinea come queste dinamiche costringeranno a rivedere i parametri utilizzati fino a oggi. “Gli attuali modelli di rischio vulcanico si concentrano in genere sulla chimica del magma, sul contenuto di gas e sulle variazioni di pressione“, spiega la ricercatrice. Conoscere le variazioni comportamentali del materiale incandescente in base all’energia termica applicata apre la strada a nuove strategie di analisi preventiva. La scienziata italiana aggiunge: “Questo lavoro suggerisce che anche la storia termica potrebbero svolgere un ruolo importante, con implicazioni per la valutazione del rischio vulcanico“.
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