Scuola e università Camerino

Strumentazione a raggi X per studiare gli stili eruttivi dei vulcani: nel team di ricerca anche Unicam

di Picchio News

30/08/2024 13:28

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Ricercatori Unicam ancora protagonisti nello scenario scientifico internazionale. Fabio Arzilli, ricercatore della Sezione di Geologia della Scuola di Scienze e Tecnologie di Unicam, fa parte del team che ha sviluppato un nuovo apparato sperimentale trasparente ai raggi X che permette di riprodurre le condizioni di pressione e temperatura del magma al di sotto dei vulcani e di osservare i processi magmatici in tempo reale e che potrà aprire nuove opportunità per la prevenzione e la mitigazione del rischio vulcanico.

 I vulcani possono presentare un'ampia varietà di stili eruttivi durante l'eruzione, che vanno da flussi di lava effusiva ad eventi altamente esplosivi che causano danni catastrofici a livello locale e spesso conseguenze globali di più vasta portata, come la chiusura traffico aereo o persino all'influenza sul clima globale. Alcuni vulcani passano da uno stile all'altro senza preavviso, rendendo il rischio vulcanico ancora più elevato.

 “Un fattore importante che controlla gli stili eruttivi – ha affermato il dottor Arzilli – è il modo in cui viene rilasciato il gas disciolto nel magma. Un esempio che rende chiaro il processo potrebbe essere quello della bottiglia di champagne, la quale può essere aperta o rimuovendo delicatamente il tappo o agitando la bottiglia prima di aprirla. La stessa quantità di gas può essere rilasciata lentamente attraverso la risalita delle bollicine nello champagne, o espandendosi così velocemente da formare una schiuma che favorisce la rimozione di tutto il liquido dalla bottiglia in pochi secondi. Tuttavia, se le bollicine interagiscono e si uniscono tra loro formando canali permeabili che consentono al gas in espansione di fuoriuscire, la schiuma collassa. In un vulcano, questo meccanismo può rimuovere gran parte di quella potenza esplosiva”.

 La maggior parte di questo processo avviene inosservato, in profondità nelle camere magmatiche e nei condotti vulcanici. È proprio per simulare e osservare in tempo reale questo processo in laboratorio, che un gruppo di scienziati di diverse università tra cui appunto l’Università di Camerino, l’Università di Manchester, l’Università di Bristol, l’Università di Grenoble Alpes, lo University College of London, in collaborazione con l’Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia-Osservatorio Etneo e il sincrotrone Diamond Light Source nel Regno Unito, hanno sviluppato un nuovo apparato sperimentale trasparente ai raggi X che permette di riprodurre le condizioni di pressione e temperatura del magma al di sotto dei vulcani e di osservare i processi magmatici in tempo reale.

 Questa apparecchiatura innovativa a raggi X, che consentono di vedere attraverso il magma, permette di diminuire o aumentare la pressione in modo controllato e osservare la formazione delle bolle di gas nel magma in tempo reale. Gli scienziati sono stati in grado per la prima volta di registrare e quantificare la cinetica della formazione delle bolle di gas, l’espansione pareti delle bolle e la loro coalescenza, simulando condizioni di pressione e temperatura del magma da 10 km di profondità fino alla superficie, studio che è stato appena pubblicato sulla prestigiosa rivista scientifica internazionale Science Advances.

“Nella mia attività di ricerca degli ultimi anni – ha sottolineato Arzilli – mi sono occupato principalmente proprio dello sviluppo di questa strumentazione unica, che ho testato al sincrotrone Diamond Light Source in Gran Bretagna; una sorta di forno che viene combinato con una linea di tomografia a raggi X, che ci consentono di vedere cosa accade all’interno”.

 Questo nuovo apparato sperimentale apre quindi nuove frontiere nello studio dei processi magmatici e vulcanici, portando a una migliore valutazione dei processi che controllano le eruzioni ed a una migliore mitigazione del rischio vulcanico.