L’eruzione dell’Etna, come dello Stromboli, è particolarmente esplosiva. Le immagini che spesso vediamo in queste occasioni ci restituiscono uno spettacolo della natura senza pari. A cosa dobbiamo attribuire questa caratteristica? Secondo gli studiosi i vulcani Stromboli ed Etna possono eruttare in modo più esplosivo a causa di minime variazioni nella composizione chimica del loro magma. Un recente studio che osserva da vicino il fenomeno contribuirà a migliorare lo studio delle previsioni delle eruzioni vulcaniche in relazione alla sicurezza delle comunità che vivono vicino ai vulcani attivi.
Eruzione Etna e Stromboli: l’ultima ricerca
Lo studio “Magma titanium and iron contents dictate crystallization timescales and rheological behaviour in basaltic volcanic systems” pubblicato sulla rivista Nature Communications Earth & Environment e condotto da un team multidisciplinare di ricercatori dell’Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (INGV), dell’Università degli Studi Roma Tre e del Consiglio nazionale delle ricerche (Cnr) ha analizzato la relazione tra composizione chimica del magma e comportamento del vulcano.
“Le concentrazioni di elementi chimici come titanio e ferro influenzano il comportamento del vulcano“, spiega Fabrizio Di Fiore, ricercatore INGV e primo autore dello studio. “Queste variazioni chimiche determinano la formazione di cristalli nel magma che ne aumentano la viscosità e la capacità di intrappolare le bolle di gas. Se le bolle non riescono a sfuggire, si accumulano nel vulcano aumentando la pressione e favorendo eruzioni esplosive“.
Danilo Di Genova, ricercatore presso l’Istituto di scienza, tecnologia e sostenibilità per lo sviluppo dei materiali ceramici del Consiglio nazionale delle ricerche (Cnr-Issmc) sottolinea “L’interazione tra vulcanologia e scienza dei materiali ha permesso di evidenziare che anche piccole variazioni nella concentrazione di ferro e titanio del magma possono influenzare il comportamento dei vulcani. Questo perché alcuni magmi riescono a solubilizzare con grande efficacia questi due elementi, mentre altri magmi tendono ad espellerli rapidamente sotto forma di cristalli“.
Cos’è la reologia
Lo studio condotto dai ricercatori, dunque, ha coinvolto non solo la chimica ma anche un’altra scienza forse meno conosciuta: le reologia. Di cosa parliamo?
La reologia è la scienza che studia il flusso e la deformazione della materia. Studia come i materiali si deformano sotto l’azione di stress (forza per unità di area) e strain (deformazione o cambiamento di forma). Questo campo si concentra principalmente sui materiali non newtoniani, i cui comportamenti di flusso non possono essere descritti dalla legge di Newton della viscosità. La reologia abbraccia aspetti della fisica, della chimica, della biologia e dell’ingegneria per comprendere e predire come le sostanze rispondono a forze applicate, analizzando vari comportamenti come la viscosità, l’elasticità e la plasticità.
Reologia: in quali campi si applica
Le reologia conta diversi campi di applicazione tra i quali:
- Industria Alimentare. Un esempio cruciale è la cremosità dei gelati o la viscosità delle salse che sono parametri essenziali per l’accettazione del consumatore.
- Farmaceutica e Cosmetica. Fondamentale nella formulazione di creme, gel, e sospensioni. La manipolazione delle proprietà reologiche permette di migliorare la somministrazione e l’assorbimento dei farmaci. Similmente, nei cosmetici, la texture e la spalmabilità dei prodotti come lozioni e fondotinta sono ottimizzati per migliorare l’esperienza dell’utente.
- Ingegneria Civile. Si rivela importante per garantire la qualità e la durabilità delle strutture. Le proprietà reologiche influenzano la lavorabilità del cemento durante la miscelazione, il trasporto e la posa in opera, determinando la resistenza finale del materiale.
- Industria Petrolifera. La comprensione delle proprietà reologiche dei fanghi di perforazione aiuta a controllare la pressione del pozzo e a prevenire il collasso delle pareti del foro.
In copertina foto di Guillaume De Pratere da Pixabay
