Un modello per studiare come evolvono le eruzioni laviche

Una ricerca del Dipartimento di Scienze della Terra con la partecipazione di un neodottore di ricerca, che ha ricevuto il titolo nell'annuale cerimonia promossa dall'Ateneo.
Archivio fotografico 123rf - Riproduzione riservata
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Un modello numerico che permette di descrivere l’evoluzione temporale delle eruzioni laviche. Una ricerca su questo tema, recentemente pubblicata sulla rivista Geophysical Research Letters, edita dall’American Geophysical Union (https://doi.org/10.1029/2018GL077806) è firmata anche da un giovane dottore di ricerca cileno, Alvaro Aravena.

Aravena (nella foto a destra) è fra gli allievi dei corsi di dottorato che hanno ricevuto il titolo in occasione dell’annuale cerimonia 2019 di conferimento del titolo di dottore di ricerca, il 9 luglio scorso.

Ha iniziato nel novembre 2015 il suo dottorato presso il Dipartimento di Scienze della Terra dell’Università di Firenze, con una borsa di studio che il governo cileno mette a disposizione per la formazione presso università straniere di brillanti giovani studenti.

La ricerca, portata avanti da Alvaro Aravena, con la supervisione di Raffaello Cioni del Dipartimento di Scienze della Terra Unifi e di Augusto Neri e Mattia de Michieli Vitturi dell’Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia di Pisa, si basa sulla osservazione che la dinamica delle eruzioni è controllata dall’interazione tra il condotto vulcanico e le condizioni del magma in profondità, all’interno di serbatoi conosciuti come camere magmatiche.

Durante una eruzione, questi parametri cambiano continuamente, modificando quindi la dinamica stessa dell’eruzione. In particolare, la geometria di un condotto vulcanico si modifica per via dell’azione erosiva del magma sulle pareti del condotto e a causa della deformazione elastica dovuta alla pressione del magma, che dipende dalle proprietà del magma stesso e della roccia.

I ricercatori hanno utilizzato un modello di condotto stazionario, in cui cioè ogni simulazione è rappresentativa di un istante dell’eruzione e fa riferimento a un flusso di magma costante in profondità, adottando criteri appropriati per descrivere l’evoluzione temporale della geometria del condotto. Da qui hanno potuto ricavare come cambia la velocità con cui il magma giunge in superficie, la variazione della geometria del condotto, il flusso di gas emesso in atmosfera, e quindi la variazione nel tempo della portata volumetrica dell’eruzione.

Le simulazioni sono compatibili con i tassi di erosione stimati per casi naturali e sono in grado di riprodurre diversi tipi di curve di velocità di effusione. A partire da alcune variabili, come la portata o la velocità di emissione, il modello permette inversamente di risalire alle  proprietà del serbatoio di magma e all’evoluzione della geometria dei condotti.

“Tra le diverse discipline geologiche – spiega Raffaello Cioni del Dipartimento di Scienze della Terra dell’Ateneo fiorentino – la vulcanologia sta diventando sempre più una scienza in cui la trattazione in termini fisici dei diversi processi, specie quando affiancata ad una approfondita conoscenza dei fenomeni naturali e dei loro prodotti, permette di definire in termini quantitativi l’evoluzione di un processo e i suoi possibili sviluppi futuri”.

L’articolo è stato anche rilanciato e recensito dalla rivista Earth&Space Science News – EOS dell’American Geophysical Union come una “exciting new research from AGU journals”.

 

 


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