I vulcanologi Massey hanno scoperto la forza trainante dietro le nuvole di gas e cenere surriscaldate dalle eruzioni vulcaniche, che può aiutare a salvare vite e infrastrutture in tutto il mondo.

Mettendo in pericolo 500 milioni di persone in tutto il mondo, le correnti di densità piroclastiche (o flussi piroclastici) sono la minaccia vulcanica più comune e letale, causando il 50 per cento dei decessi causati dall'attività vulcanica. Durante gli eventi vulcanici, queste correnti trasportano miscele calde di particelle vulcaniche e gas per decine di chilometri, provocando danni alle infrastrutture e perdite di vite umane.

Uno dei problemi per studiare questi fenomeni è che sono impossibili da misurare nella vita reale. Utilizzando il simulatore di eruzione Pyroclastic flow Eruption Large-scale Experiment (PELE) di Massey, il team è stato in grado di sintetizzare il comportamento naturale dei super-rischi vulcanici e generare questi flussi mentre si verificano in natura, ma su scala minore.

Fino ad ora, gli scienziati non sono riusciti a trovare il meccanismo responsabile della supermobilità di questi flussi, e i modelli precedenti non erano in grado di prevedere con precisione la loro velocità, runout e diffusione attraverso modelli di rischio, che mettono a rischio vite e infrastrutture.

Il professore associato della Massey University, Gert Lube, afferma che attraverso i loro esperimenti unici, è stato trovato l'enigmatico meccanismo di attrito-imbroglio.

"Con diverse tonnellate di pomice e gas in movimento, le nostre simulazioni di eruzioni su larga scala hanno scoperto l'enigma del flusso che ha sconcertato i ricercatori per decenni. Abbiamo misurato un cuscino d'aria a basso attrito che si autogenera in questi flussi e ne perpetua il movimento. Siamo stati in grado di descrivere matematicamente il comportamento del flusso risultante. Esiste un processo interno che contrasta l'attrito granulare, dove la lubrificazione ad aria si sviluppa in condizioni di taglio basale elevato quando l'aria è localmente forzata verso il basso da gradienti di pressione invertiti e sposta le particelle verso l'alto.

"Questo spiega come le correnti riescano a propagarsi sui pendii, bypassare percorsi di flusso tortuosi, e ignorare substrati ruvidi e terreni pianeggianti e in pendenza, senza rallentare».

"La scoperta richiede una rivalutazione delle strategie e dei modelli di mitigazione del rischio globale che mirano a prevedere la velocità, l'esaurimento e la diffusione di questi flussi. La scoperta di questo meccanismo di lubrificazione dell'aria apre una nuova strada verso previsioni affidabili del movimento del flusso piroclastico e dell'estremo potenziale di runout di queste correnti letali, riducendo così le vittime future. Sarà utilizzato da scienziati del rischio, così come i decisori, ed è previsto per portare a importanti revisioni delle previsioni di rischio vulcanico."

L'articolo, "Generazione di lubrificazione dell'aria all'interno di correnti di densità piroclastiche, " è stato pubblicato in Geoscienze naturali .