La maggior parte delle eruzioni vulcaniche avviene invisibili sul fondo degli oceani del mondo. Negli ultimi anni, l'oceanografia ha dimostrato che questo vulcanismo sottomarino non solo deposita lava ma espelle anche grandi quantità di cenere vulcanica.

"Quindi anche sotto strati d'acqua spessi chilometri, che esercitano una grande pressione e quindi impediscono un efficace degasaggio, devono esistere meccanismi che portino a una disintegrazione 'esplosiva' del magma, "dice il professor Bernd Zimanowski, capo del Laboratorio fisico-vulcanologico della Julius-Maximilians-Universität (JMU) Würzburg in Baviera, Germania.

Pubblicazione di un gruppo di ricerca internazionale

Un gruppo di ricerca internazionale guidato dai professori James White (Nuova Zelanda), Pierfrancesco Dellino (Italia) e Bernd Zimanowski (JMU) hanno dimostrato per la prima volta un simile meccanismo. I risultati sono stati pubblicati sulla rivista Geoscienze naturali .

L'autore principale è il dott. Tobias Dürig dell'Università dell'Islanda, un alunno JMU ed ex vincitore del premio Röntgen del JMU Institute of Physics. Prima di andare in Islanda, Dürig era un membro dei gruppi di ricerca del professor Zimanowski e del professor White.

Robot subacqueo inviato a una profondità di 1, 000 metri

Il team ha svolto ricerche presso il vulcano Havre Seamount che si trova a nord-ovest della Nuova Zelanda a una profondità di circa 1, 000 metri sotto la superficie del mare. Questo vulcano è scoppiato nel 2012 e la comunità scientifica ne è venuta a conoscenza.

L'eruzione ha creato un tappeto galleggiante di particelle di pomice che si è espanso fino a circa 400 chilometri quadrati, all'incirca le dimensioni della città di Vienna. Ora un robot subacqueo è stato utilizzato per esaminare i depositi di cenere sul fondo del mare. Dai dati osservativi il gruppo di James White ha rilevato più di 100 milioni di metri cubi di cenere vulcanica.

Il robot subacqueo ha anche prelevato campioni dal fondo marino, che sono stati poi utilizzati in studi sperimentali congiunti nel Laboratorio Fisico-Vulcanologico della JMU.

Esperimenti nel Laboratorio Fisico-Vulcanologico

"Abbiamo sciolto il materiale e l'abbiamo portato a contatto con l'acqua in varie condizioni. In determinate condizioni, si sono verificate reazioni esplosive che hanno portato alla formazione di cenere vulcanica artificiale, " spiega Bernd Zimanowski. Il confronto di questa cenere con i campioni naturali ha mostrato che i processi in laboratorio devono essere stati simili a quelli che hanno avuto luogo a una profondità di 1, 000 metri sul fondo del mare.

Zimanowski descrive gli esperimenti decisivi:"Nel processo, il materiale fuso è stato posto sotto uno strato d'acqua in un crogiolo del diametro di dieci centimetri e poi deformato con un'intensità che ci si può aspettare anche quando il magma emerge dal fondo del mare. Si formano delle crepe e l'acqua schizza bruscamente nel vuoto creato. L'acqua quindi si espande in modo esplosivo. Finalmente, particelle e acqua vengono espulse in modo esplosivo. Li guidiamo attraverso un tubo a forma di U in un bacino d'acqua per simulare la situazione di raffreddamento sott'acqua." Le particelle create in questo modo, la 'cenere vulcanica artificiale, ' corrispondeva in forma, dimensione e composizione al frassino naturale.

Possibili effetti sul clima

"Con questi risultati, ora abbiamo una comprensione molto migliore di come siano possibili eruzioni vulcaniche esplosive sott'acqua, " dice il professore JMU. Ulteriori indagini dovrebbero anche mostrare se le esplosioni vulcaniche sottomarine potrebbero avere un effetto sul clima.

"Con le eruzioni di lava sottomarina, ci vuole un tempo piuttosto lungo perché il calore della lava venga trasferito all'acqua. Nelle eruzioni esplosive, però, il magma viene scomposto in minuscole particelle. Ciò può creare impulsi di calore così forti che le correnti di equilibrio termico negli oceani vengono interrotte a livello locale o addirittura globale." E quelle stesse correnti hanno un impatto importante sul clima globale.

Info Box:Vulcani sul fondo dell'oceano

Ce ne sono circa 1, 900 vulcani attivi a terra o come isole. Si stima che il numero di vulcani sottomarini sia molto più alto. I numeri esatti non sono noti perché il mare profondo è in gran parte inesplorato. Di conseguenza, la maggior parte delle eruzioni vulcaniche sottomarine passa inosservata. I vulcani sottomarini crescono lentamente verso l'alto da eruzioni ricorrenti. Quando raggiungono la superficie dell'acqua, diventano isole vulcaniche, come l'attivo Stromboli vicino alla Sicilia o alcune delle Isole Canarie.