Tecnologia

Uno studio internazionale coordinato dal Cnr-Issmc di Faenza ha per la prima volta utilizzato una tecnica innovativa su rocce vulcaniche per analizzare i cristalli prodotti durante un’eruzione vulcanica pericolosa. Gli esperti: “Così otteniamo informazioni cruciali per una corretta valutazione del rischio”. La ricerca su “Nature Communications”.

Una nuova tecnica fornirà informazioni cruciali per una corretta valutazione del rischio in occasione di eruzioni particolarmente violente e pericolose. È frutto delle ricerche dell’Istituto di scienza, tecnologia e sostenibilità per le ceramiche del Consiglio nazionale delle ricerche di Faenza (Cnr-Issmc), che ha coordinato uno studio internazionale che apre nuove prospettive nella comprensione delle eruzioni vulcaniche altamente esplosive, le più pericolose per le comunità che vivono in prossimità di vulcani attivi. Queste eruzioni, spiegano gli esperti, sono caratterizzate dalla produzione di grandi colonne di cenere e gas, oltre a un deposito di ingenti volumi di materiale vulcanico anche a chilometri di distanza dall’eruzione.
 
Una maggiore comprensione
Utilizzando una tecnica avanzata che sfrutta i raggi X per creare immagini ad alta risoluzione – la pticografia a raggi X, disponibile presso i sincrotroni per l’analisi di materiali direttamente in 3D su scala nanometrica – il team ha analizzato in maniera innovativa le forme tridimensionali dei nanocristalli, o “nanoliti” che si formano nel magma durante la risalita verso la superficie all’interno dei condotti vulcanici, quando si verifica un’eruzione, con l’obiettivo di comprenderne il loro comportamento e il ruolo. Proprio nella fase di risalita del magma attraverso la crosta verso la superficie, infatti, avvengono processi che determinano l’esplosività di un’eruzione vulcanica, come la formazione di cristalli e bolle, e l’aumento della viscosità del magma: fattori che influiscono sulla probabilità di un’eruzione esplosiva. Comprendere tali processi permette di ottenere informazioni cruciali per una corretta valutazione del rischio.
 
I commenti
“Questi cristalli hanno dimensioni inferiore a 1 micron (un capello umano ha un diametro di 100 micron, ndr) e sono pertanto difficili da osservare utilizzando tecniche di microscopia convenzionali”, spiega Emily C. Bamber, ricercatrice del Cnr-Issmc e autrice principale dello studio. “Attraverso la tecnica della pticografia a raggi X siamo riusciti ad acquisire informazioni cruciali per comprendere la forma, la distribuzione e l’interazione tra i cristalli, per capire il loro impatto sulla viscosità del magma e, in ultima analisi, sull’esplosività. Tale tecnica ha permesso di visualizzare la struttura 3D dei cristalli nelle rocce vulcaniche, scoprendo che i nanocristalli sono inclini all’aggregazione, aumentando il loro volume effettivo e l’impatto sulla formazione ed evoluzione del magma”.
In Italia, ad esempio, un vulcano basaltico come l’Etna presenta un’ampia gamma di stili eruttivi, da colate laviche e fontane di lava meno intense a eruzioni storiche altamente esplosive: comprendere i meccanismi che guidano l’evoluzione verso un comportamento vulcanico pericoloso è, pertanto, importante per valutare il rischio.
 
Lo studio su Nature
La ricerca è stata condotta in collaborazione con un gruppo di ricercatori internazionale di diverse università ed enti di ricerca: Università di Manchester (Regno Unito), Università di Camerino (Italia), University College di Londra (Regno Unito), Diamond Light Source (Regno Unito), Ingv di Catania (Italia), Università di Liverpool (Regno Unito), Università di Bristol (Regno Unito), Università di Torino (Italia) e Università di Bayreuth (Germania). Ed è stato pubblicato su Nature Communications.
Il filone di ricerca sarà ulteriormente sviluppato da Bamber attraverso il progetto Erc Nanovolc del Cnr-Issmc, sotto la direzione del principal investigator Danilo Di Genova.
 
La ricerca su Nature: https://www.nature.com/articles/s414...
 
Nell’immagine del Cnr, la ricostruzione 3D di un aggregato di nanocristalli osservato in una roccia vulcanica.