Le colate piroclastiche sono più veloci di quanto dovrebbero

Alcune eruzioni vulcaniche generano colate piroclastiche: valanghe bollenti che viaggiano a oltre di 700 km/h... molto più di quanto la fisica dovrebbe consentire. Uno studio spiega qual è il trucco.

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L'eruzione del vulcano Sarychev in Russia, fotografata dalla Stazione Spaziale Internazionale.

I flussi piroclastici sono le valanghe di cenere, gas e rocce che possono precipitare a valle da alcuni vulcani durante un'eruzione, così velocemente che sembrano violare le leggi della fisica. I materiali di cui sono composti dovrebbero fare attrito, invece non rallentano neppure in presenza di ostacoli come alberi e rocce. I vulcanologi hanno scoperto il meccanismo che rende possibile questo comportamento: un cuscinetto d'aria tra la colata piroclastica e il terreno.

 

Il killer micidiale. Non le ceneri, né la lava: sono i flussi piroclastici il fenomeno vulcanico più letale. Sono responsabili di più del 50% delle vittime delle eruzioni: una delle prime memorie storiche che abbiamo di questi eventi risale all'eruzione che ha decimato la popolazione di Pompei e di Ercolano. Ad uccidere sono il calore e la velocità distruttiva, che a volte supera i 700 km/h.

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VIDEO - Indonesia, l'eruzione del 21 gennaio 2014 dello stratovulcano Sinabung: la colata piroclastica, solo in apparenza lenta, è tanto affascinante quanto letale. Capire come si comportano questi flussi di particelle roventi può aiutare a salvare le 500 milioni di persone che si trovano nelle aree a rischio.

 

Dov'è l'attrito? Il problema fisico della velocità delle colate piroclastiche non è semplicemente un puzzle scientifico, ma uno studio che può salvare molte vite. I ricercatori dell'Università di Massey, in Nuova Zelanda, hanno creato un modello fisico per simulare il flusso piroclastico:

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VIDEO - Dal secondo 0:21 è visibile l'esperimento. Il materiale usato è la polvere vulcanica dell'ultima eruzione del Taupo (Nuova Zelanda), datata al III secolo d.C. I vulcanologi hanno scaldato la polvere a 130 °C per poi liberarla su una pista lunga 12 metri: con le simulazioni, ognuna condotta con almeno 1.000 kg di polvere, i vulcanologi hanno potuto analizzare il comportamento fluidodinamico del materiale vulcanico. | Gert Lube et al, via NPG Press/Youtube

 

Effetto Hovercraft. Si è scoperto che la colata piroclastica supera l'attrito grazie a un cuscinetto d'aria che si forma fra la colata e il terreno, e che permette al flusso caldo di avanzare veloce anche su superfici frastagliate o quasi pianeggianti.

 

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L'eruzione del Pinatubo del 1991 raffreddò l'atmosfera del pianeta di circa un grado centigrado.

 

«Una volta avviato, e ci impiega solo qualche millisecondo,» spiega al Guardian Gert Lube, primo firmatario dello studio pubblicato su Nature, «il cuscinetto d'aria lubrifica la colata piroclastica allo stesso modo in cui il gas che esce dai piccoli fori dei tavoli di air-hockey lubrifica il dischetto.»

 

Attenti all'aria. Dopo aver raccolto i dati, i vulcanologi li hanno inseriti in modelli computerizzati di flussi piroclastici: i risultati promettono di modificare profondamente le mappe delle aree a rischio - e con una migliore conoscenza dei segnali precursori potrebbero salvare molte vite, almeno per alcune tipologie di vulcani e di eruzioni.

 

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Un'impressionante dimostrazione di potenza dello stratovulcano Calbuco, in Cile. | Francisco Negron / EPSON International Pano Awards

 

I ricercatori propongono di applicare i criteri del loro studio anche ad altri campi: nell'articolo scientifico si legge infatti che i risultati degli esperimenti suggeriscono che l'effetto "cuscinetto d'aria" sia presente anche in altri fenomeni, come frane e valanghe.

 

17 Aprile 2019 | Davide Lizzani