Gli scienziati stanno utilizzando la più recente tecnologia 4-D per prevedere il comportamento dei flussi di lava e le sue implicazioni per le eruzioni vulcaniche.

I risultati spiegano perché alcune colate laviche possono coprire chilometri in poche ore, mentre altri viaggiano più lentamente durante un'eruzione, evidenziando il pericolo rappresentato dai flussi in rapido movimento che spesso rappresentano il pericolo maggiore per le popolazioni civili in prossimità dei vulcani.

La ricerca, che è guidato dall'Università di Manchester, sta studiando i processi che avvengono durante la cristallizzazione nei magmi basaltici mediante microtomografia a raggi X di sincrotrone 4-D. È la prima volta che questo tipo di tecnologia di scansione 4-D viene utilizzata per studiare la cristallizzazione durante le eruzioni vulcaniche e per simulare il comportamento di un flusso di lava naturale. Lo studio è stato pubblicato su Rapporti scientifici sulla natura .

Il gruppo, guidato dal professor Mike Burton, Cattedra di Vulcanologia presso l'Università, cristallizzazione controllata nei magmi, un processo fondamentale che guida le eruzioni e controlla diversi tipi di attività vulcanica. Utilizzando questo nuovo e innovativo approccio e tecnologia possono, per la prima volta, guarda i cristalli crescere in 3D in tempo reale, simulando il comportamento delle colate laviche dopo l'eruzione di un vulcano. Il processo è simile alle scene viste di recente a Kilauea nelle Hawaii.

Il prof Burton spiega:"Durante le eruzioni vulcaniche crescono piccoli cristalli all'interno del magma. Questi cristalli possono cambiare notevolmente il modo in cui scorre il magma. In poche parole, più cristalli ci sono, più lenta sarà l'eruzione, il che riduce anche la velocità e la distanza percorsa dai flussi di lava."

"Il minor numero di cristalli presenti nella lava significa che l'eruzione accelererà, potenzialmente diventando più potente e devastante. La nostra ricerca e questo nuovo approccio aprono una frontiera completamente nuova nello studio dei processi vulcanici".

Per studiare il tasso di crescita dei cristalli, il team ha allestito un campione di una vera eruzione in una cella ad alta temperatura, prima di eseguire scansioni CAT a raggi X controllando la temperatura del magma. Ciò ha permesso al team di visualizzare la formazione e la crescita dei cristalli, e misurare quanto velocemente sono cresciuti.

Utilizzando questo metodo e questa tecnologia i ricercatori possono raccogliere centinaia di immagini 3D durante un singolo esperimento. Questi dati vengono poi utilizzati in complessi, modelli numerici per caratterizzare completamente il comportamento delle eruzioni vulcaniche in modo più accurato.

Dott.ssa Margherita Polacci, dalla Scuola di Scienze della Terra e dell'Ambiente di Manchester, e autore principale dello studio, ha affermato:"Essere in grado di prevedere in modo più accurato il comportamento dei flussi di lava potrebbe anche consentirci di aiutare le agenzie di sicurezza competenti a ideare e sviluppare nuove strategie e azioni di sicurezza quando si affrontano le eruzioni nelle aree popolate".

Questo non è l'unico uso di tale tecnologia nelle geoscienze. Il professor Burton ha aggiunto:"Ci sono molte più applicazioni di questo approccio nella scienza dei materiali, estrazione di minerali e altri processi geologici. Siamo molto entusiasti della prospettiva di estendere i nostri studi alle alte pressioni, che faremo in ulteriori esperimenti nel 2018".