Una ricerca internazionale guidata dall’Istituto di scienza, tecnologia e sostenibilità per lo sviluppo dei materiali ceramici (Cnr-Issmc) ha svelato un meccanismo finora sconosciuto: la formazione rapidissima di nanocristalli nel magma può aumentarne drasticamente la viscosità, innescando eruzioni vulcaniche molto esplosive. Lo studio è stato pubblicato sulla rivista Communications Earth & Environment.
Un magma più viscoso significa più pericolo
Le eruzioni esplosive rappresentano uno dei rischi geologici più gravi. Un magma ad alta viscosità intrappola i gas, facendo aumentare la pressione interna fino all’esplosione. Il team, guidato da Pedro Valdivia Muñoz del Bayerisches Geoinstitut (Germania) e coordinato da Danilo Di Genova del Cnr-Issmc, ha scoperto che nanocristalli di ossido di ferro e titanio, detti “nanoliti”, possono formarsi in pochi secondi e rendere il magma fino a 30 volte più viscoso.
Osservazione in tempo reale della nanocristallizzazione
Utilizzando tecniche di imaging avanzate, i ricercatori sono riusciti a filmare in tempo reale la formazione di nanoliti in un magma andesitico, tipico di molti vulcani esplosivi come il Sakurajima in Giappone. È emerso che i nanocristalli non solo si aggregano, ma modificano chimicamente il magma attorno a loro, creando zone ricche in silice avvolte da gusci di alluminio. Questa eterogeneità chimica è responsabile dell’incremento di viscosità.
Conseguenze per la vulcanologia e i materiali industriali
“Non si tratta solo di cristalli che ingombrano il magma”, spiega Di Genova. “È il cambiamento chimico su scala nanoscopica a modificare radicalmente la dinamica del magma”. Questa scoperta non solo aiuta a comprendere meglio le eruzioni andesitiche, ma offre anche nuove prospettive per il design di materiali avanzati come le vetroceramiche, dove il controllo della nanocristallizzazione è cruciale.
Nuove prospettive per la previsione delle eruzioni
Lo studio suggerisce che la formazione rapida di nanoliti durante la risalita del magma potrebbe essere un elemento chiave nella frammentazione esplosiva e nella formazione di bolle di gas. Queste nuove conoscenze permettono di valutare meglio la pericolosità vulcanica e dimostrano come minuscole variazioni nel cuore del magma possano avere conseguenze devastanti.
La ricerca, frutto della collaborazione tra il Cnr-Issmc, il Bayerisches Geoinstitut e l’Università Roma Tre, apre anche nuovi orizzonti per la modellazione della viscosità del magma in condizioni reali.
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