Un nuovo studio di ricerca condotto da scienziati dell'Università di Liverpool ha fornito nuove informazioni su come la roccia fusa (magma) si muove attraverso la crosta terrestre per alimentare le eruzioni vulcaniche.

Utilizzando esperimenti di laboratorio che coinvolgono l'acqua, gelatina e imaging laser, i ricercatori sono stati in grado di dimostrare come il magma fluisce attraverso la crosta terrestre verso la superficie attraverso fessure piene di magma chiamate dighe.

Questo nuovo approccio allo studio del flusso di magma ha rivelato che prima di un'eruzione vulcanica c'era ricircolo del fluido nella diga e instabilità nel flusso, dettagli che prima non erano stati documentati.

Quasi tutte le eruzioni vulcaniche sono alimentate da dicchi che trasportano il magma dalla sorgente alla superficie. Comprendere come il magma viaggia attraverso queste dighe verso la superficie è fondamentale per prevedere lo stile, longevità e impatto climatico delle eruzioni vulcaniche.

I ricercatori hanno creato un modello in scala ridotta di un sistema idraulico vulcanico attivo utilizzando un serbatoio di perspex riempito di gelatina, che rappresenta la crosta terrestre, e poi iniettato questo con acqua tinta, che rappresenta il magma.

Hanno applicato tecniche di imaging laser all'avanguardia per guardare all'interno del modello. Le particelle traccianti passive aggiunte al fluido brillavano in un foglio laser per consentire la mappatura del flusso del magma del modello man mano che la diga cresceva.

Le fotocamere digitali hanno registrato i cambiamenti nella forma del sistema idraulico modello vulcanico nel tempo e le modifiche alla superficie della crosta sono state registrate utilizzando uno scanner laser in testa. La luce polarizzata ha permesso di osservare i modelli di sollecitazione del sottosuolo che avrebbero provocato la frattura della roccia in natura durante la crescita della diga.

Questa nuova configurazione sperimentale ha permesso, per la prima volta, la misurazione simultanea del flusso del fluido, deformazione sub-superficiale e superficiale durante la risalita del magma attraverso fratture piene di magma.

Questa scoperta aiuterà a informare l'interpretazione dei dati provenienti da studi sul campo e indagini geofisiche, che alla fine migliorerà la nostra capacità di capire se è probabile che si verifichi un'eruzione.

vulcanologo di Liverpool, La dottoressa Janine Kavanagh, che dirige il laboratorio specialistico MAGMA dell'Ateneo, disse:"Per la prima volta, utilizzando esperimenti di laboratorio innovativi che combinavano la nostra conoscenza dei sistemi idraulici vulcanici con l'esperienza ingegneristica, siamo riusciti a vedere come il magma scorre attraverso la crosta terrestre verso la superficie attraverso dicchi.

"I nostri esperimenti, il primo ad utilizzare la tecnologia di imaging laser in questo modo, ha rivelato un forte accoppiamento tra modelli di deformazione superficiale e processi del sottosuolo.

"Questo indica che sono sia le proprietà del magma che le proprietà della roccia ospite che controllano come la diga sale, che è una scoperta nuovissima e sfida il nostro pensiero esistente sul flusso di magma attraverso le rocce.

"Poiché non è sempre possibile prevedere con successo gli eventi vulcanici a causa della mancanza di una conoscenza completa dei segnali che portano alle catastrofi, questi risultati sono una nuova importante scoperta e alla fine speriamo che contribuiranno alla nostra comprensione di dove e quando sarà la prossima eruzione vulcanica".

Con oltre 800 milioni di persone in tutto il mondo che vivono vicino a un vulcano a rischio di attività eruttiva, comprendere i fattori scatenanti delle eruzioni vulcaniche è fondamentale per prevedere gli sforzi, valutazione dei pericoli, e mitigazione del rischio.

L'articolo "Challenging dyke ascent models using novel Laboratory Experiments:Implications for reinterpreting evidence of magma ascent and vulcanismo" è pubblicato nel Giornale di vulcanologia e ricerca geotermica .