Nanolite "neve" che circonda un microlite di ossido di ferro "albero di Natale". Anche queste piccole sfere da 50 nm sono in realtà costituite da nanoliti ancora più piccoli aggregati in grumi. Il Natale è arrivato in anticipo quest'anno per questi ricercatori. Credito:Brooker/Griffiths/sentito/Cherns
In un nuovo studio sui processi vulcanici, Gli scienziati di Bristol hanno dimostrato il ruolo svolto dai nanoliti nella creazione di violente eruzioni in vulcani altrimenti "calmi" e prevedibili.
Lo studio, pubblicato in Progressi scientifici , descrive come i cristalli di dimensioni nanometriche (nanoliti), 10, 000 volte più piccolo della larghezza di un capello umano, può avere un impatto significativo sulla viscosità del magma in eruzione, con conseguente eruzioni precedentemente inspiegabili ed esplosive.
"Questa scoperta fornisce una spiegazione eloquente per le violente eruzioni dei vulcani che generalmente si comportano bene ma che a volte ci presentano una sorpresa mortale, come l'eruzione dell'Etna del 122 a.C., " ha affermato il dott. Danilo Di Genova della School of Earth Sciences dell'Università di Bristol.
"I vulcani con composizioni di magma a basso contenuto di silice hanno una viscosità molto bassa, che di solito consente al gas di fuoriuscire dolcemente. Però, abbiamo dimostrato che le nanoliti possono aumentare la viscosità per un tempo limitato, che intrappola il gas nel liquido appiccicoso, portando a un improvviso cambiamento di comportamento che in precedenza era difficile da spiegare".
Dr. Richard Brooker anche da Scienze della Terra, ha dichiarato:"Abbiamo dimostrato l'effetto sorprendente dei nanoliti sulla viscosità del magma, e quindi eruzioni vulcaniche, utilizzando nano-imaging all'avanguardia e spettroscopia Raman per cercare prove di queste particelle quasi invisibili nella cenere eruttate durante eruzioni molto violente".
La roccia eruttata dell'Etna viene fusa in una fornace a filo sulla linea di luce del sincrotrone a Diamond Light Source. Credito:Richard Brooker
"La fase successiva è stata quella di rifondere queste rocce in laboratorio e ricreare la corretta velocità di raffreddamento per produrre nanoliti nel magma fuso. Usando la dispersione della radiazione di sorgente di sincrotrone estremamente luminosa (10 miliardi di volte più luminosa del sole) siamo stati in grado di documentare la crescita della nanolite."
"Abbiamo quindi prodotto una schiuma basaltica contenente nanolite (pomice) in condizioni di laboratorio, dimostrando anche come questi nanoliti possono essere prodotti dal sottoraffreddamento poiché i volatili vengono espulsi dal magma, abbassando il liquidus."
La professoressa Heidy Mader ha aggiunto:"Conducendo nuovi esperimenti su materiali sintetici analogici, a basse velocità di taglio rispetto ai sistemi vulcanici, siamo stati in grado di dimostrare la possibilità di viscosità estreme per il magma contenente nanolite, ampliando la nostra comprensione del comportamento insolito (non newtoniano) dei nanofluidi, che sono rimasti enigmatici da quando il termine è stato coniato 25 anni fa."
Solita dolce eruzione effusiva tipica dell'Etna (Italia). Credito:Boccia Pasquale di Pixabay
La fase successiva di questa ricerca è modellare questo pericoloso, comportamento vulcanico imprevedibile in situazioni vulcaniche reali. Questo è l'obiettivo di una sovvenzione del Natural Environment Research Council (Regno Unito) e della National Science Foundation (USA) "Quantifying Disequilibrium Processes in Basaltic Volcanism" assegnata a Bristol e a un consorzio di colleghi a Manchester, Durham, Cambridge e l'Università statale dell'Arizona.
