La spiegazione classica delle eruzioni esplosive si basa sulla formazione di bolle quando la pressione cala durante la risalita del magma, un processo spesso paragonato allo scoppio di una bottiglia di champagne. Tuttavia, alcuni vulcani con magma molto gassoso, come il Mount St. Helens e il cileno Quizapu, hanno mostrato eruzioni lente e poco violente, una discrepanza che il nuovo studio affronta.
Secondo l’articolo su Science, le bolle possono formarsi anche a causa delle forze di taglio all’interno del condotto vulcanico: il taglio è la differenza di velocità tra il centro del flusso e le pareti. Le bolle tendono a nascere e a unirsi soprattutto ai margini, dove il taglio è maggiore, e possono creare canali che consentono al gas di sfuggire prima, riducendo la pressione e la violenza dell’eruzione.
In laboratorio il team ha usato un liquido viscoso simile alla roccia fusa, saturato con anidride carbonica. Applicando un taglio sopra una certa soglia, le bolle si formarono rapidamente; una maggiore supersaturazione iniziale ridusse la soglia di taglio necessaria. Inoltre, bolle già presenti favoriscono la nascita di altre bolle nelle vicinanze. Queste osservazioni sono state validate con simulazioni al computer, che mostrano come l’effetto sia probabile quando il magma viscoso scorre lungo le pareti e subisce tagli intensi.
Le conseguenze pratiche sono importanti: il taglio può rendere esplosivo anche un magma povero di gas, oppure può creare canali di degassamento in un magma ricco di gas e diminuire la probabilità di un’esplosione precoce. Il caso del Mount St. Helens del 1980 è compatibile con questo schema: un flusso lento e il taglio favorirono il degassamento iniziale, poi una frana aprì la bocca e la pressione cadde rapidamente, provocando l’esplosione.
Gli autori sottolineano la necessità di aggiornare i modelli vulcanici per tenere conto delle forze di taglio nei condotti. “I nostri esperimenti hanno mostrato che il movimento nel magma dovuto alle forze di taglio è sufficiente a formare bolle di gas – anche senza una diminuzione della pressione”, spiega Olivier Bachmann, professore all’ETH Zurich. Fonte: ETH Zurich.
Parole difficili
- taglio — differenza di velocità nel flusso vicino alle paretiforze di taglio, tagli, soglia di taglio
- condotto — canale o passaggio interno del vulcanocondotto vulcanico, condotti
- supersaturazione — stato con più gas disciolto del normalesupersaturazione iniziale
- degassamento — liberazione di gas da un materiale fusocanali di degassamento, degassamento iniziale
- viscoso — denso e lento a scorrere, come liquido spessoliquido viscoso, magma viscoso
- frana — caduta rapida di rocce o terreno da un pendio
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Domande di discussione
- Come potrebbe cambiare la previsione delle eruzioni se i modelli includessero le forze di taglio? Spiega con esempi tratti dall’articolo.
- Quali vantaggi pratici può avere la conoscenza dei canali di degassamento creati dalle bolle per la sicurezza delle popolazioni vicine a un vulcano?
- Nel caso del Mount St. Helens del 1980 l’articolo descrive sia degassamento sia un’esplosione successiva. Come aiuta questo esempio a capire i due possibili effetti del taglio?
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