I vulcani dell'Indonesia sono tra i più pericolosi del mondo. Come mai? Attraverso analisi chimiche di minuscoli minerali nella lava di Bali e Giava, ricercatori dell'Università di Uppsala e altrove hanno trovato nuovi indizi. Ora capiscono meglio come è composto il mantello terrestre in quella particolare regione e come cambia il magma prima di un'eruzione. Lo studio è pubblicato su Comunicazioni sulla natura .

Francesca Deegan, primo autore dello studio e ricercatore presso il Dipartimento di Scienze della Terra dell'Università di Uppsala, dice, "Il magma si forma nel mantello, e la composizione del mantello sotto l'Indonesia era nota solo in parte. Avere una migliore conoscenza del mantello terrestre in questa regione ci consente di creare modelli più affidabili per i cambiamenti chimici nel magma quando rompe la crosta lì, che è spesso da 20 a 30 chilometri, prima di un'eruzione".

La composizione del magma varia notevolmente da un ambiente geologico all'altro, e influisce sul tipo di eruzione vulcanica che si verifica. L'arcipelago indonesiano è stato creato dal vulcanismo, causato da due delle placche tettoniche continentali della Terra che si scontrano lì. In questa collisione, La placca indo-australiana scivola sotto la placca eurasiatica ad una velocità di circa 7 cm all'anno. Questo processo, noto come subduzione, può causare potenti terremoti. Il disastro dello tsunami del 2004, Per esempio, è stato causato da movimenti lungo questo particolare confine di placca.

vulcanismo, pure, nasce nelle zone di subduzione. Quando la placca tettonica che affonda scende nel mantello, si riscalda e l'acqua che contiene si libera, provocando lo scioglimento della roccia circostante. Il risultato sono vulcani spesso esplosivi e, col tempo, costruire gruppi di isole a forma di arco. Lungo l'arco della Sonda, che comprende l'arcipelago meridionale dell'Indonesia, si sono verificate diverse eruzioni vulcaniche catastrofiche. Esempi sono Krakatoa nel 1883, Monte Tambora nel 1815 e Toba, che ha avuto una massiccia super-eruzione circa 72, 000 anni fa.

Il magma reagisce chimicamente con la roccia circostante quando penetra nella crosta terrestre prima di esplodere in superficie. Può quindi variare ampiamente tra i vulcani. Per comprendere meglio l'origine del vulcanismo in Indonesia, i ricercatori volevano scoprire la composizione del magma "primario", che deriva dal mantello stesso. Poiché i campioni non possono essere prelevati direttamente dal mantello, geologi hanno studiato i minerali della lava recentemente espulsa da quattro vulcani:Merapi e Kelut a Giava, e Agung e Batur a Bali.

Utilizzando i potenti fasci ionici di uno strumento di spettrometria di massa ionica secondaria (SIMS), una forma ultramoderna di spettrometro di massa, i ricercatori hanno esaminato i cristalli di pirosseno. Questo minerale è uno dei primi a cristallizzare da un magma. Quello che volevano determinare era il rapporto degli isotopi dell'ossigeno ¹⁶ O e ¹⁸ Oh, che rivela molto sulla fonte e l'evoluzione del magma.

"La lava è costituita da circa il 50 per cento di ossigeno, e la crosta terrestre e il mantello differiscono enormemente nella composizione degli isotopi di ossigeno. Così, per tracciare quanto materiale il magma ha assimilato dalla crosta dopo aver lasciato il mantello, gli isotopi dell'ossigeno sono molto utili, "dice Deegan.

I ricercatori hanno scoperto che la composizione dell'ossigeno dei minerali di pirosseno di Bali non era stata affatto influenzata durante il loro viaggio attraverso la crosta terrestre. La loro composizione era abbastanza vicina al loro stato originale, indicando che un minimo di sedimento era stato trascinato nel mantello durante la subduzione. Un modello completamente diverso è stato trovato nei minerali di Giava.

"Siamo stati in grado di vedere che Merapi a Giava mostrava una firma isotopica molto diversa da quella dei vulcani di Bali. È in parte perché il magma di Merapi interagisce intensamente con la crosta terrestre prima di eruttare. Questo è molto importante perché quando il magma reagisce con, ad esempio, il calcare che si trova nel centro di Giava proprio sotto il vulcano, il magma si riempie fino a scoppiare con anidride carbonica e acqua, e le eruzioni diventano più esplosive. Forse è per questo che Merapi è così pericoloso. In realtà è uno dei vulcani più letali in Indonesia:ne ha uccisi quasi 2, 000 persone negli ultimi 100 anni, e l'eruzione più recente ha causato 400 vittime, " afferma il professor Valentin Troll del Dipartimento di Scienze della Terra dell'Università di Uppsala.

Lo studio è una collaborazione tra ricercatori dell'Università di Uppsala, il Museo Svedese di Storia Naturale di Stoccolma, l'Università di Città del Capo in Sud Africa, l'Università di Friburgo in Germania e la Vrije Universiteit (VU) Amsterdam nei Paesi Bassi. I risultati dello studio migliorano la nostra comprensione di come funziona il vulcanismo nell'arcipelago indonesiano.

"L'Indonesia è densamente popolata, e tutto ciò che ci dà una migliore comprensione di come funzionano questi vulcani è prezioso, e ci aiuta ad essere meglio preparati per quando i vulcani eruttano, "dice Deegan.