Monte Tarawera, Nuova Zelanda. Un'eruzione 700 anni fa creò queste cupole di lava, e portato in superficie cristalli di zircone che rivelano la storia dei cambiamenti nella camera magmatica sottostante. Capire cosa succede nella camera magmatica potrebbe portare a una migliore comprensione di quando e come eruttano i vulcani. Il vulcano è stato diviso da un'altra eruzione nel 1886. Credito:Kari Cooper, UC Davis.
I vulcanologi stanno acquisendo una nuova comprensione di ciò che sta accadendo all'interno del serbatoio di magma che si trova sotto un vulcano attivo e stanno trovando un più freddo, luogo più solido di quanto si pensasse in precedenza, secondo una nuova ricerca pubblicata il 16 giugno sulla rivista Scienza . È una nuova visione di come funzionano i vulcani, e potrebbe eventualmente aiutare i vulcanologi a farsi un'idea migliore di quando un vulcano rappresenta il rischio maggiore.
"Il nostro concetto di come si presenta un serbatoio di magma deve cambiare, "ha detto Kari Cooper, professore di scienze fisiche e della terra all'Università della California, Davis e l'autore corrispondente sul documento.
È difficile studiare il magma direttamente. Anche nei siti vulcanici, si trova miglia sotto la superficie terrestre e mentre i geologi hanno occasionalmente perforato il magma per caso o per progetto, il calore e la pressione distruggono qualsiasi strumento tu possa provare a metterci dentro.
Anziché, Cooper e i suoi colleghi hanno raccolto cristalli di zircone da detriti depositati intorno al Monte Tarawera in Nuova Zelanda da un'eruzione circa 700 anni fa. Quell'eruzione, circa cinque volte più grande del Monte Sant'Elena nel 1980, portato in superficie la lava che aveva risieduto nel serbatoio, esposto alla sua temperatura e chimica. Una volta in superficie, quel record del passato è stato congelato sul posto.
I cristalli sono come un registratore di volo "scatola nera" per studiare le eruzioni vulcaniche, ha detto Cooper. "Invece di cercare di ricostruire il relitto, i cristalli possono dirci cosa stava succedendo mentre erano sotto la superficie, compresa la corsa a un'eruzione."
Studiando oligoelementi all'interno di sette cristalli di zircone, hanno potuto determinare quando i cristalli si sono formati per la prima volta e per quanto tempo durante la loro vita all'interno del serbatoio di magma sono stati esposti a calore elevato (oltre 700 gradi Celsius). I cristalli forniscono informazioni sullo stato della parte del serbatoio di magma in cui risiedevano.
Un cristallo di zircone proveniente da un'eruzione sul Monte Tarawera, Nuova Zelanda, circa 700 anni fa. Il foro in alto a destra è dove è stato rimosso un pezzo con un laser. Il profilo chimico attraverso il cristallo rivela le condizioni in cui si è formato ed è sopravvissuto nella camera magmatica. Credito:Allison Rubin
I ricercatori hanno scoperto che tutti tranne uno dei sette cristalli avevano almeno decine di migliaia di anni, ma aveva trascorso solo una piccola percentuale (meno del 4% circa) esposta al magma fuso.
Un cono di neve non un lago fuso
Il quadro che emerge, Cooper ha detto, è meno una massa ribollente di roccia fusa che qualcosa come un cono di neve:per lo più solido e cristallino, con un po' di liquido che filtra attraverso di esso.
Per creare un'eruzione, una certa quantità di quel solido, il magma cristallino deve sciogliersi e mobilitarsi, possibilmente interagendo con il liquido più caldo immagazzinato altrove nel serbatoio. Il magma pre-eruzione probabilmente attinge materiale da diverse parti del serbatoio, e accade molto rapidamente nel tempo geologico, da decenni a secoli. Ciò implica che potrebbe essere possibile identificare i vulcani a più alto rischio di eruzione cercando quelli in cui il magma è più mobile.
interessante, tutti i cristalli studiati erano rimasti non fusi nel serbatoio di magma del monte Tarawera attraverso una gigantesca eruzione avvenuta circa il 25, 000 anni fa, prima di essere espulso nella più piccola eruzione 700 anni fa. Ciò dimostra che la mobilitazione del magma deve essere un processo complesso.
"Per comprendere le eruzioni vulcaniche, dobbiamo essere in grado di decifrare i segnali che il vulcano ci dà prima che erutta, "dice Jennifer Wade, un direttore di programma nella Divisione di Scienze della Terra della National Science Foundation, che ha finanziato la ricerca. "Questo studio riporta l'orologio all'ora prima di un'eruzione, e usa i segnali nei cristalli per capire quando il magma passa dall'essere immagazzinato all'essere mobilitato per un'eruzione".
