I cristalli rivelano il pericolo dei vulcani dormienti


Immagine catodoluminescente dei cristalli di zircone del vulcano Nevado de Toluca in Messico.

La maggior parte dei vulcani attivi sulla Terra sono dormienti, il che significa che non eruttano da centinaia o addirittura migliaia di anni, e normalmente non sono considerati pericolosi dalla popolazione locale. Un team di vulcanologi dell’Università di Ginevra (UNIGE), in collaborazione con l’Università di Heidelberg in Germania, ha messo a punto una tecnica in grado di prevedere il potenziale devastante dei vulcani. Gli scienziati hanno utilizzato lo zircone, un minuscolo cristallo contenuto nelle rocce vulcaniche, per stimare il volume di magma che potrebbe eruttare se il vulcano Nevado de Toluca (Messico) si risvegliasse dal suo sonno. Fino a 350 km cubi di magma – circa quattro volte il volume d’acqua immagazzinato nel lago di Ginevra – si trovano attualmente sotto il Nevado de Toluca e un’eruzione potrebbe portare alla devastazione. La nuova tecnica, applicabile alla maggior parte dei vulcani di tutto il mondo, è descritta nella rivista scientifica Nature Communications.

Le più grandi eruzioni vulcaniche degli ultimi 100 anni sono state causate da vulcani che non eruttano frequentemente e che quindi volano sotto il radar degli scienziati. Eppure in questo momento, 800 milioni di persone in tutto il mondo vivono vicino ai vulcani e sono potenzialmente a rischio. Un fattore determinante per la pericolosità dei vulcani è il volume di magma eruttabile immagazzinato nei loro ventri, in quanto è correlato all’entità delle eruzioni future. Purtroppo, questo magma è immagazzinato a profondità inaccessibili da 6 a 10 km e non può essere misurato direttamente.

I vulcanologi dell’UNIGE hanno utilizzato un nuovo approccio che combina la geocronologia dello zircone e la modellazione termica per determinare il volume del magma potenzialmente eruttabile presente nei serbatoi vulcanici. “Lo zircone è un piccolo cristallo che si trova nelle rocce eruttate dai vulcani, e contiene uranio e torio”, dice Gregor Weber, un post-dottorato di UNIGE e co-autore dello studio. “Il decadimento di questi elementi radioattivi ci permette di datare il momento in cui si sono cristallizzati. Inoltre, lo zircone cristallizza solo in uno specifico intervallo di temperatura. Con questi due parametri, possiamo determinare la velocità con cui il magma si raffredda sotto un vulcano. Come un vaso d’acqua, più grande è il vaso, più tempo ci vuole per raffreddarlo. Abbiamo analizzato gli zirconi eruttati negli ultimi 1,5 milioni di anni da Nevado de Toluca, determinando così l’evoluzione della temperatura del magma immagazzinato sotto il vulcano nel tempo. Queste informazioni possono essere convertite in un volume di magma utilizzando la modellazione termica”. Questo approccio ha una risoluzione due volte superiore a quella delle tecniche esistenti.

La metodologia dello studio è stata applicata al vulcano messicano Nevado de Toluca, chiamato anche Xinantécatl, un esempio rappresentativo di un vulcano dormiente situato nelle vicinanze di Città del Messico. I risultati sono stati utilizzati per determinare la dimensione massima possibile di una futura eruzione di questo vulcano, che con 350 km3 potrebbe avere effetti potenzialmente devastanti.

“Il sistema può svegliarsi rapidamente se l’alimentazione di magma in profondità ricomincia”, dice Weber.

Questo risultato è essenziale per valutare quantitativamente il rischio vulcanico. “Conoscere le dimensioni di un serbatoio vulcanico è importante per identificare i vulcani che hanno più probabilità di produrre un’eruzione di grande magnitudo in futuro. Il nostro metodo è un nuovo modo di valutare i candidati per tali eruzioni”, spiega Weber. Questo approccio è applicabile alla maggior parte dei tipi di vulcani, sia attivi che dormienti, e fornisce preziose indicazioni su quali sistemi vulcanici devono essere monitorati più da vicino.

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