Una prova spettacolare dell'attività del nostro pianeta, le caldere sono enormi depressioni topografiche, simili a crateri a fondo piatto, con un diametro di diverse decine di chilometri. Sono formati da grandi eruzioni vulcaniche, e a volte sperimentano un'inflazione del loro pavimento fino a un chilometro, causato dall'iniezione di magma. Questo noto processo, soprannominato "risorgimento della caldera, " è stato osservato più volte e tuttavia rimane uno dei meno compresi in vulcanologia. Ma perché, dopo un'eruzione, l'arrivo di nuovo magma non produce un'altra grande eruzione, ma invece risorgere? Un team di ricercatori dell'Università degli Studi Roma Tre, Italia, e l'Università di Ginevra (UNIGE), Svizzera, mostra che il magma non eruttato lasciato dopo l'eruzione che ha formato la caldera si comporta come un "foglio di gomma" che inibisce l'ascesa alla superficie del magma appena iniettato. La ricerca è pubblicata su Comunicazioni sulla natura .

Una caldera si forma quando una camera magmatica viene parzialmente svuotata da una grande eruzione e il suo tetto crolla, producendo una depressione in superficie. Dopo questo evento catastrofico, in un lento processo che può durare migliaia di anni, il pavimento della caldera può iniziare a sollevarsi in modo sproporzionato ma senza eruzione. La rinascita non segue immediatamente la formazione della caldera, suggerendo che non è guidato dal magma residuo lasciato nel serbatoio dopo il collasso, ma piuttosto dall'iniezione di nuovo magma.

Il magma si comporta come un foglio di gomma

"Il magma non viene completamente rimosso dalla camera magmatica durante l'eruzione che ha formato la caldera. Abbiamo usato la modellazione termica per determinare come questo magma residuo si evolve nel tempo, e quale ruolo svolge nel processo di rinascita, " spiega Luca Caricchi, professore associato presso il Dipartimento di Scienze della Terra della Facoltà di Scienze dell'UNIGE. Il magma, più caldo delle rocce che circondano la camera magmatica, si raffredda progressivamente e la sua viscosità aumenta. La maggiore viscosità del magma residuo, rispetto al magma appena iniettato, lo fa comportare come un foglio di gomma, fermare la propagazione del nuovo magma in superficie.

Questi risultati sono stati confermati da esperimenti. Il magma rimasto è stato sostituito da uno strato di silicone e il magma appena iniettato da olio vegetale meno viscoso. Il contrasto di viscosità tra questi due materiali è equivalente al contrasto osservato tra i due magmi in natura. "Indipendentemente dalla profondità dello strato di silicone, la sua presenza impedisce sempre la propagazione in superficie del magma appena iniettato, "dice Federico Galetto, ricercatore presso il Dipartimento di Scienze dell'Università degli Studi Roma Tre.

Il modello sviluppato dai ricercatori fornisce un quadro teorico per spiegare la transizione dall'eruzione del magma all'accumulo. Valerio Acocella, professore associato presso il Dipartimento di Scienze dell'Arte dell'Università degli Studi Roma Tre, aggiunge, "Il processo di cui discutiamo è essenziale non solo per sviluppare la rinascita, ma anche per la formazione dei serbatoi di magma responsabili delle più grandi eruzioni sulla Terra".