Ci sono alcuni grandi vulcani a scudo negli oceani del mondo in cui la lava di solito non viene espulsa dal cratere in violente esplosioni, ma scorre lentamente dal terreno da lunghe fessure. Nella recente eruzione del vulcano Sierra Negra nelle Isole Galapagos, che si trovano a poco meno di mille chilometri dal Sud America nell'Oceano Pacifico, una di queste fessure è stata alimentata attraverso un percorso curvo nel giugno 2018. Questo percorso lungo 15 chilometri, compreso il nodo, è stato creato dall'interazione di tre diverse forze nel sottosuolo, Timothy Davis ed Eleonora Rivalta del GFZ German Research Center for Geosciences di Potsdam, insieme a Marco Bagnardi e Paul Lundgren del Jet Propulsion Laboratory della NASA a Pasadena, ora spiega sulla base di modelli informatici nella rivista Lettere di ricerca geofisica .

Anche prima dell'eruzione, i geoscienziati in California avevano visto nei dati radar satellitari che la superficie del fianco del vulcano Sierra Negra alto 1140 metri si era gonfiata fino a un'altezza di circa due metri:questo rigonfiamento, largo circa cinque chilometri, si estendeva dall'orlo del cratere per una decina di chilometri in direzione ovest-nordovest e virava ad angolo retto verso nord-nordest vicino alla costa. Timothy Davis e il suo team hanno quindi scoperto di cosa si trattasse questa struttura e la sua curva sconcertante con l'aiuto di modelli al computer.

Driving Force 1:Hotspot sotto le Isole Galapagos

Come con molti altri vulcani nel mezzo degli oceani del mondo, un "punto caldo" è nascosto sotto le Isole Galapagos. Da almeno 20 milioni di anni, roccia calda si è alzata lentamente dalle profondità dell'interno della Terra, come un solido, ma plastilina difficile da formare. Come una fiamma ossidrica, questo punto caldo, fino a 200 chilometri di larghezza, si fa strada attraverso la crosta solida della Terra. Questo magma caldo è un po' più leggero della solida roccia che lo circonda, quindi continua a salire fino a raccogliersi in un'ampia cavità a circa due chilometri al di sotto del cratere del vulcano Sierra Negra. "Con un diametro di circa sei chilometri e uno spessore non superiore a un chilometro, questa camera magmatica assomiglia a una gigantesca frittella di roccia fusa, "Timothy Davis descrive questa struttura.

Driving Force 2:Il peso della roccia vulcanica

Nei quasi 13 anni dall'ultima eruzione nell'ottobre 2005, sempre più magma è fluito nella camera dal basso. Là, la pressione salì e sollevò il fondo del cratere fino a 5,20 metri. Però, l'enorme forza delle masse di magma che si accumulavano cercava un'altra via d'uscita. nel profondo sottosuolo, la roccia viscosa strisciava lentamente in direzione ovest-nordovest. Un'altra forza gioca qui un ruolo importante:l'enorme peso degli ammassi rocciosi del vulcano preme dall'alto sul flusso di magma che si sta appena formando. Mentre il vulcano a scudo diventa sempre più piatto verso l'esterno, anche lì la pressione diminuisce. Poiché la roccia fusa viene premuta nella direzione con una pressione inferiore, si gonfia lentamente verso l'esterno in un flusso di magma largo quattro chilometri ma alto solo due metri circa.

Forza trainante 3:galleggiabilità

Vicino alla costa, il vulcano a scudo appiattito preme sempre più debolmente sul corridoio magmatico ora lungo quasi dieci chilometri in profondità sotto la superficie. Là, una terza forza prende il sopravvento. Il magma è molto più leggero della roccia attorno al passaggio e in precedenza era impedito solo dal rigonfiamento del peso sovrastante del vulcano a scudo. Vicino alla costa, però, questa galleggiabilità diventa più forte della pressione della roccia dall'alto. Oltre a ciò, la pendenza del magma si inclina di circa dieci gradi nelle profondità. Insieme, queste forze cambiano la direzione in cui la roccia viscosa viene premuta e il pendio magmatico piega verso nord-nord-est.

La roccia si incrina, il vulcano erutta

Ancora, il magma che si gonfia sotto il cratere continua ad aumentare la pressione fino a quando la massa fusa che sale verso l'alto inizia a rompere la roccia attorno al passaggio del magma. A non più di una velocità di camminata, questa fessura piena di magma (diga) sta viaggiando in profondità nel sottosuolo verso la costa. "Il magma che sale dalla fessura raggiunge la superficie dopo pochi giorni e continua a fluire lì come lava, che si solidifica dopo un po' di tempo, " Timothy Davis spiega il successivo corso dell'eruzione vulcanica.

Prerequisito importante per la previsione e la minimizzazione dei rischi

Per la prima volta, il geofisico è stato in grado di simulare un percorso di propagazione del magma così tortuoso che alimenta un'eruzione e determinare le forze che lo controllano. Timothy Davis ed Eleonora Rivalta, insieme ai loro colleghi in California, hanno quindi posto importanti basi per la ricerca su tali eruzioni di fessure. E hanno compiuto un passo decisivo verso la previsione di tali eruzioni e riducendo così i pericoli che rappresentano.