Particelle di cenere vulcanica al microscopio

La cenere vulcanica è pericolosa per molti aspetti della nostra vita. Quando è in volo, può danneggiare gli aerei: le sue particelle sono abrasive per le superfici degli aeroplani e possono persino causare guasti a strumenti fondamentali. Quando cade, la cenere può nuocere alla nostra salute, oltre che danneggiare infrastrutture, agricoltura e ambiente. Per proteggersi da questi pericoli, la società deve sviluppare metodi di previsione efficaci.

A tal fine gli scienziati sostenuti dai progetti AVAST e SLIM finanziati dall’UE stanno studiando come le particelle di cenere siano influenzate da distinte eruzioni vulcaniche. L’idea è che se i ricercatori possono stimare la dimensione la forma e la composizione delle ceneri vulcaniche allora possono prevedere con maggiore precisione i rischi di varie eruzioni senza nemmeno campionare la cenere. Per raggiungere l’obiettivo il team del progetto ha utilizzato un nuovo metodo analitico per comprendere quanto la diversificata attività eruttiva interessi una serie di rischi. La loro nuova tecnica si basa sull’analisi quantitativa dei minerali condotta sotto un microscopio elettronico a scansione che consente loro di collegare la composizione superficiale delle particelle di cenere vulcanica all’attività durante le eruzioni. I risultati della ricerca sono stati pubblicati sulla rivista «Scientific Reports».

I ricercatori hanno ottenuto i loro campioni di cenere dal complesso vulcanico guatemalteco Santiaguito che sta continuando a crescere dal 1922. Caliente, il più recente dei suoi quattro sfiati, sta eruttando attivamente da oltre 40 anni, con esplosioni regolari di cenere e frammenti di roccia e una fuoriuscita di lava quasi continua. La cenere vulcanica studiata è stata selezionata da due fonti. Una era un’esplosione vulcaniana composta da nuvole di gas e cenere espulsi in alto nell’aria. L’altra era un flusso piroclastico, una corrente in rapido movimento di gas caldo e materiale vulcanico che scorre lungo i fianchi di un vulcano, causato da un crollo della cupola nel complesso di Santiaguito.

L’attività vulcanica influisce sulla frammentazione del magma

Le particelle di cenere vulcanica hanno un diametro inferiore a 2 mm e sono solitamente costituite da cristallo e vetro vulcanico formati nel magma e talvolta anche da frammenti di roccia. Nel suo studio il team del progetto ha introdotto un sistema chiamato analisi mineralogica delle particelle QEMSCAN (Quantitative Evaluation of Minerals by Scanning Electron Microscopy). Hanno usato questo nuovo sistema per esaminare i loro campioni di ceneri di Santiaguito e per approfondire i meccanismi di frammentazione. «Il modo in cui il magma si frammenta dipende dal tipo di attività vulcanica coinvolta nella sua produzione e questo cambia anche la mineralogia che si trova sulla superficie delle particelle di cenere» ha spiegato il dott. Adrian Hornby primo autore in una notizia pubblicata su «Phys.org».

I campioni di cenere ottenuti dall’esplosione vulcaniana presentavano una distribuzione uniforme di plagioclasio (una forma di feldspato) e vetro, arricchiti con altri minerali sulle superfici delle particelle. Tuttavia, la cenere generata dal collasso della cupola aveva più vetro e meno feldspato sulle superfici. «Le nostre scoperte forniscono un contributo notevole per una migliore comprensione dell’origine e della composizione delle ceneri vulcaniche, il che è necessario per valutare i rischi associati alle eruzioni», ha affermato il dott. Hornby.

La ricerca sostenuta da AVAST (Advanced Volcanic Ash characteriSaTion) e SLIM (Strain Localization in Magma) evidenzia la necessità di ulteriori indagini sui meccanismi di frammentazione. SLIM si è concluso nel giugno 2018, mentre AVAST continuerà fino ad agosto 2019.

Per maggiori informazioni, consultare:
sito web del progetto AVAST
pagina web CORDIS del progetto SLIM