Le supereruzioni sono innescate dalla forza di galleggiamento

Finora, l'innesco di una supereruzione poteva essere solo ipotizzato. Si pensava che un possibile meccanismo fosse la sovrappressione nella camera magmatica, generata dalle differenze di densità tra il magma fuso meno denso e la roccia solida relativamente più densa dell'area circostante. "L'effetto è paragonabile al galleggiamento di un pallone pieno d'aria sott'acqua, che viene spinto verso l'alto dall'acqua circostante più pesante", spiega Wim Malfait, primo autore dello studio, fino a poco tempo fa ancora all'ETH di Zurigo e ora ricercatore all'Empa.

Affinché il magma possa sfondare la roccia crostale che si trova sopra la camera magmatica e raggiungere la superficie, ha bisogno di una pressione da 100 a 400 volte superiore a quella atmosferica (da 10 a 40 megapascal). Per determinare se le differenze di densità possono generare una pressione così elevata, è necessario conoscere la densità del magma fuso e della roccia circostante. Tuttavia, non è ancora stato possibile misurare direttamente la densità del magma fuso.

Determinata per la prima volta la densità del magma

I ricercatori guidati da Malfait sono riusciti per la prima volta a determinare la densità del magma dei supervulcani utilizzando i raggi X della European Synchrotron Radiation Facility di Grenoble. Li hanno utilizzati per analizzare le fusioni di magma prodotte artificialmente in diverse condizioni di pressione e temperatura. Secondo gli scienziati, la fusione, la pressione e la temperatura corrispondevano alle condizioni naturali di un supervulcano. I ricercatori hanno anche variato il contenuto d'acqua della fusione. Chi siamo ha formulato equazioni matematiche con le quali ha potuto modellare le condizioni di un supervulcano.

"I nostri risultati dimostrano che se la camera magmatica è sufficientemente grande, la sovrappressione causata dalle differenze di densità è sufficiente da sola a sfondare la crosta sovrastante e a innescare un'eruzione", afferma Sanchez-Valle. Anche i meccanismi che promuovono le eruzioni vulcaniche convenzionali, come la saturazione del magma con il vapore acqueo o le sollecitazioni tettoniche, potrebbero dare un contributo, ma non sono necessari per innescare una supereruzione, sottolineano i ricercatori in uno studio pubblicato sulla rivista "Nature Geoscience". Nello stesso numero della rivista, è apparso un altro studio indipendente in cui ricercatori dell'Università di Ginevra e di altre istituzioni hanno concluso, sulla base di calcoli con modelli al computer, che il galleggiamento del magma è effettivamente la chiave dell'eruzione dei supervulcani.

I supervulcani sono considerati una minaccia seria, anche se rara. Poiché non sono facilmente riconoscibili a causa del loro aspetto atipico, ancora oggi ne vengono scoperti di nuovi. Di norma, le eruzioni dei supervulcani portano in superficie e in atmosfera almeno 450 e spesso anche diverse migliaia di chilometri cubi di materiale roccioso e cenere. Le ceneri e i frammenti di roccia con i loro componenti chimici dannosi per l'ambiente possono salire fino a oltre 30 chilometri nell'atmosfera durante le eruzioni esplosive e avere effetti devastanti sul clima e sulla vita sulla Terra. Le spettacolari ed epocali eruzioni del Krakatau (1883) e del Tambora (1815), entrambi vulcani convenzionali nell'attuale Indonesia, sono relativamente "innocue" e le loro masse espulse ammontano solo a pochi centesimi di una supereruzione.