Solubilità dei gas vulcanici

Lo studio dei processi che influenzano l’attività vulcanica rappresenta un punto di partenza estremamente importante nell’ambito della modellizzazione e della previsione di eruzioni vulcaniche potenzialmente devastanti. Un’attenzione a parte merita la composizione dei gas vulcanici che si sprigionano direttamente dalla lava, vengono intrappolati nelle cavità rocciose o si dissolvono nel magma.

La solubilità dei gas nel magma (principalmente vapore acqueo e biossido di carbonio nelle colate di silicato) dipende dai livelli di pressione, temperatura e composizione magmatica. Nell’ambito dello sviluppo di modelli di processi vulcanici, il progetto SOLVOM (“Solubility of volatiles in magmas”), finanziato dall’UE, ha tentato di comprendere gli effetti dei parametri composizionali sulla solubilità delle miscele di gas.

I gas si dissolvono nel magma in presenza di livelli di pressione elevati. Tuttavia, con l’aumento del magma e la riduzione della pressione, si assiste alla riduzione della solubilità, alla formazione di bolle e, infine, alla fuoriuscita dei gas. Questo fenomeno di “degasaggio” è influenzato dalla viscosità del magma. In particolare, livelli elevati di viscosità determinano solitamente eruzioni esplosive, mentre bassi livelli di viscosità consentono ai gas di fuoriuscire lentamente sotto forma di fontane di lava.

Nell’ambito dell’iniziativa SOLVOM, sono stati sviluppati e progettati esperimenti di laboratorio tesi alla comprensione delle dinamiche dei sistemi magmatici in condizioni di pressione e di temperatura elevata nelle profondità della Terra. La centralità del ruolo dei gas nella forzatura dell’ascesa e dell’eruzione del magma ha spinto i ricercatori a osservare anche il fenomeno della partizione e della solubilità del vapore acqueo/biossido di carbonio nelle colate di silicato.

Gli esperti hanno sviluppato un modello basato su equazioni in grado di prevedere la solubilità massima del biossido di carbonio in varie composizioni di colate di silicato in condizioni di temperatura e di pressione specifiche. Sono stati inoltre condotti oltre 100 esperimenti finalizzati alla previsione della solubilità del cloro nel magma dai quali è emerso un aumento della viscosità del magma dovuto allo zolfo che causa eruzioni esplosive.

Infine, i ricercatori di SOLVOM hanno impiegato un modello matematico per la previsione del “ringiovanimento” vulcanico, che consiste nella riattivazione dei vulcani in seguito a un periodo di inattività compreso tra 20 giorni e centinaia di anni. Queste nuove scoperte potrebbero contribuire all’elaborazione di previsioni più accurate degli aspetti legati alle eruzioni vulcaniche.