La rapidissima formazione di nanocristalli nel magma ne aumenta drasticamente la viscosità , alimentando eruzioni vulcaniche molto esplosive : lo indica la ricerca internazionale coordinata da Danilo Di Genova dell'Istituto di scienza, tecnologia e sostenibilità per lo sviluppo dei materiali ceramici del Cnr a Roma, e condotta grazie a un importante contributo dell'Università Roma Tre. I risultati, pubblicati sulla rivista Communications Earth & Environment, offrono una nuova chiave di lettura per la dinamica di tali eruzioni e aprono perfino nuove prospettive per il design di materiali avanzati come le vetroceramiche industriali , dove il controllo della nanocristallizzazione è fondamentale.
Lo studio ha impiegato tecniche di imaging avanzate per osservare, per la prima volta in tempo reale, la formazione di 'nanoliti' (cristalli di ossido di ferro e titanio più piccoli di un millesimo del diametro di un capello) in un magma andesitico, un tipo di magma con una viscosità tipicamente intermedia, comune in molti vulcani dal comportamento esplosivo. "Abbiamo visto che questi nanoliti si formano in pochi secondi una volta che il magma raggiunge determinate condizioni," afferma il primo autore dello studio Pedro Valdivia Muñoz, del Bayerisches Geoinstitut in Germania.
"Ma la vera sorpresa è l' effetto a catena che innescano. Invece di essere semplici particelle solide disperse, i nanoliti alterano chimicamente il magma circostante . Si creano zone arricchite in silice attorno ai cristalli, avvolti contemporaneamente da gusci ricchi di alluminio. Questa eterogeneità chimica su scala nanoscopica è la vera responsabile dell'impressionante aumento della viscosità”. Il meccanismo è dunque più complesso di quanto si pensasse. "Non si tratta solo del progressivo impoverimento di ferro nel magma liquido o dell'ingombro fisico creato dai cristalli”, prosegue il ricercatore. “È la riorganizzazione chimica su nanoscala che modifica radicalmente il comportamento del magma , aumentandone notevolmente la viscosità e facendolo quindi scorrere con molta più difficoltà".
Queste scoperte hanno implicazioni dirette per la comprensione delle eruzioni andesitiche, tipiche di vulcani come il Sakurajima in Giappone. “La rapida formazione di nanoliti e il conseguente aumento di viscosità durante la risalita del magma potrebbero essere fattori chiave che portano a una frammentazione esplosiva. Inoltre - conclude Di Genova - queste zone eterogenee potrebbero influenzare la propagazione delle fratture nel magma e persino facilitare la formazione di bolle di gas, amplificando ulteriormente il potenziale esplosivo”.
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