Un nuovo apparato sperimentale trasparente ai raggi X che permette di riprodurre le condizioni di pressione e temperatura del magma al di sotto dei vulcani e di osservare i processi magmatici in tempo reale apre la strada a nuove opportunita’ per la prevenzione e la mitigazione del rischio vulcanico. A realizzarlo e’ un gruppo di ricercatori internazionali, a cui ha preso parte Fabio Arzilli, ricercatore della Sezione di Geologia della Scuola di Scienze e Tecnologie di Unicam. Il lavoro e’ stato pubblicato sulla rivista ‘Science Advances’. I vulcani possono presentare un’ampia varieta’ di stili eruttivi durante l’eruzione, che vanno da flussi di lava effusiva a eventi altamente esplosivi che causano danni catastrofici a livello locale e spesso conseguenze globali di piu’ vasta portata, come la chiusura traffico aereo o persino all’influenza sul clima globale. Alcuni vulcani passano da uno stile all’altro senza preavviso, rendendo il rischio vulcanico ancora piu’ elevato.
“Un fattore importante che controlla gli stili eruttivi – spiega Arzilli – e’ il modo in cui viene rilasciato il gas disciolto nel magma. Un esempio che rende chiaro il processo potrebbe essere quello della bottiglia di champagne, la quale puo’ essere aperta o rimuovendo delicatamente il tappo o agitando la bottiglia prima di aprirla. La stessa quantita’ di gas puo’ essere rilasciata lentamente attraverso la risalita delle bollicine nello champagne, o espandendosi cosi’ velocemente da formare una schiuma che favorisce la rimozione di tutto il liquido dalla bottiglia in pochi secondi. Tuttavia, se le bollicine interagiscono e si uniscono tra loro formando canali permeabili che consentono al gas in espansione di fuoriuscire, la schiuma collassa. In un vulcano, questo meccanismo puo’ rimuovere gran parte di quella potenza esplosiva”. La maggior parte di questo processo avviene inosservato, in profondita’ nelle camere magmatiche e nei condotti vulcanici. E’ proprio per simulare ed osservare in tempo reale questo processo in laboratorio, che un gruppo di scienziati di diverse universita’ tra cui appunto l’Universita’ di Camerino, l’Universita’ di Manchester, l’Universita’ di Bristol, l’Universita’ di Grenoble Alpes, lo University College of London, in collaborazione con l‘Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia-Osservatorio Etneo e il sincrotrone Diamond Light Source nel Regno Unito, hanno sviluppato un nuovo apparato sperimentale trasparente ai raggi X che permette di riprodurre le condizioni di pressione e temperatura del magma al di sotto dei vulcani e di osservare i processi magmatici in tempo reale. Questa apparecchiatura innovativa a raggi X, che consentono di vedere attraverso il magma, permette di diminuire o aumentare la pressione in modo controllato e osservare la formazione delle bolle di gas nel magma in tempo reale. Gli scienziati sono stati in grado per la prima volta di registrare e quantificare la cinetica della formazione delle bolle di gas, l’espansione pareti delle bolle e la loro coalescenza, simulando condizioni di pressione e temperatura del magma da 10 km di profondita’ fino alla superficie. “Nella mia attivita’ di ricerca degli ultimi anni – sottolinea Arzilli – mi sono occupato principalmente proprio dello sviluppo di questa strumentazione unica, che ho testato al sincrotrone Diamond Light Source in Gran Bretagna; una sorta di forno che viene combinato con una linea di tomografia a raggi X, che ci consentono di vedere cosa accade all’interno”. Questo nuovo apparato sperimentale apre quindi nuove frontiere nello studio dei processi magmatici e vulcanici, portando a una migliore valutazione dei processi che controllano le eruzioni e a una migliore mitigazione del rischio vulcanico.
