I vulcani convivono con noi come giganti silenziosi, a volte dormienti, a volte spettacolarmente attivi, e da sempre uniscono fascino scientifico, paura ancestrale e curiosità. In Italia convivono scenari molto diversi, dall’Etna che continua a riversare colate lente e regolari, al Vesuvio che riposa ma non è mai davvero “silenzioso” nella memoria collettiva. E poi ci sono i sistemi più piccoli e imprevedibili, come lo Stromboli, che ricorda ogni giorno quanto la Terra sia un pianeta vivo. Una nuova ricerca pubblicata su Science entra nel dettaglio dei processi nascosti che determinano perché alcuni vulcani abbiano eruzioni esplosive mentre altri sembrano sfogare la loro energia senza mai esplodere con violenza.
Come il magma che si muove all’interno dei condotti vulcanici decide l’esplosività: bolle, gas e forze di taglio che cambiano tutto
Per anni si è creduto che la chiave delle eruzioni fosse tutta nella pressione. Se il magma scendeva da profondità elevate con temperature altissime, i gas rimanevano disciolti e non formavano bolle fino a quando non si avvicinavano alla superficie, dove la pressione calava bruscamente. A quel punto la miscela poteva trasformarsi in una “schiuma” instabile, pronta a generare esplosioni violente. Ma lo studio guidato dall’ETH di Zurigo ribalta in parte questo schema. Analizzando i comportamenti del Monte Sant’Elena negli Stati Uniti e del Quizapu in Cile, gli scienziati hanno scoperto che il magma può sviluppare bolle anche senza calo di pressione, semplicemente grazie alle forze di taglio che si creano durante la risalita.
Immaginare il condotto di un vulcano come una grande colonna di roccia fusa in movimento aiuta a capire il fenomeno: al centro il magma scorre più veloce, mentre lungo le pareti rallenta per effetto dell’attrito. Questa differenza di velocità crea tensioni interne, veri e propri stiramenti che “impastano” il magma. È un processo che ricorda, per certi versi, quello delle bollicine in una bottiglia di champagne agitata: non è solo la pressione a contare, ma anche il modo in cui il liquido si muove. Se la forza di taglio è abbastanza intensa, le molecole di gas iniziano a separarsi creando microbolle anche in profondità, molto prima della superficie.
Un’altra scoperta cruciale riguarda il comportamento di queste bolle: una volta formate tendono a fondersi tra loro creando canali che permettono una degassificazione graduale. In altre parole, il vulcano riesce a “respirare”, rilasciando gas piano piano invece che accumularli in modo esplosivo. Ed è proprio questo processo a spiegare perché vulcani ricchi di gas e magma viscoso possano comunque avere fasi di colate lente, molto prima di un’eventuale esplosione. La quantità iniziale di gas nel magma determina anche quanto movimento sia necessario: più gas c’è, più è facile innescare questo meccanismo stabilizzante.
Perché alcuni vulcani esplodono e altri sfogano energia in colate lente: cosa hanno scoperto studi e simulazioni
I dati raccolti nei due vulcani analizzati mostrano che non esiste una sola categoria di vulcano, ma una continua variabilità regolata dal moto interno del magma. Il Monte Sant’Elena e il Quizapu, pur avendo un magma molto viscoso e ricco di gas, hanno mostrato un comportamento che gli scienziati non si aspettavano: in alcune fasi hanno prodotto colate di lava lente, poco esplosive, prima di successivi episodi più violenti. Questo significa che il vulcano non è un sistema lineare, in cui la presenza di gas determina automaticamente l’esplosione, ma un ambiente dinamico che può auto-regolarsi grazie a movimenti interni ancora poco compresi.
Le simulazioni digitali svolte dal team, insieme agli esperimenti di laboratorio, confermano che il flusso differenziato del magma agisce come un filtro naturale, permettendo ai gas di liberarsi gradualmente anziché accumularsi. Se i canali che si formano restano aperti, il vulcano si stabilizza e può continuare a produrre colate senza generare pressioni drammatiche. Solo quando questi canali si chiudono o si saturano, i gas possono ricominciare ad accumularsi e l’esplosività torna possibile. Questo spiega, per esempio, perché l’Etna abbia un comportamento quasi “ritmico”, fatto di fasi persistenti di degassificazione e fontane di lava senza detonazioni devastanti.
Il nuovo studio permette di leggere il vulcanismo in chiave più complessa: non come un fenomeno improvviso e imprevedibile, ma come il risultato di un equilibrio delicato tra viscosità, gas, temperatura e movimento interno. Anche la quantità di gas di partenza è decisiva: più gas è presente nel magma, minore è la forza necessaria per avviare il processo di degassificazione che può prevenire le esplosioni. L’insieme di questi elementi ridisegna la comprensione delle eruzioni e apre la strada a nuove tecniche di monitoraggio dei vulcani attivi, soprattutto quelli che convivono con comunità vicine o sistemi urbani.