Scienze

Come nascono i vulcani?

Alcuni vulcani si formano e sono alimentati da magma che risale dalla cosiddetta zona di transizione, tra il mantello terrestre superiore e quello profondo.

Non tutti i vulcani nascono allo stesso modo: dipende da come si forma e risale il magma che li genera. In un caso le zolle della litosfera (la crosta e la parte superiore, solida, del mantello) si scontrano: nell'impatto, se una zolla va sotto l'altra (in subduzione) arriva a una profondità dove temperatura e pressione la fondono; il magma così prodotto è leggero, meno denso del materiale circostante, e risale dando origine a vulcani esplosivi (come il Vesuvio). In altre situazioni la litosfera si spezza e dà origine alle dorsali oceaniche: questa catena di eventi porta il magma dal mantello superficiale verso i fondali oceanici. Altre fonti di vulcani sono i punti caldi, dove il magma, dal confine tra il mantello e il nucleo della Terra, a oltre 2.800 chilometri di profondità, risale e arriva in superficie: le Isole Hawaii sono nate così, sopra a un punto caldo.

come nascono i vulcani, struttura della Terra
Una sottile sfoglia della roccia vulcanica analizzata. © Mazza et al. (2019)

C'è anche un altro modo. Uno studio pubblicato su Nature descrive in dettaglio un ulteriore, nuovo meccanismo che porta alla formazione di vulcani, quando la fonte magmatica si trova in una fascia tra 440 e 600 chilometri di profondità, uno "strato" della Terra chiamato zona di transizione: è un'ipotesi interessante, perché gli stessi elementi che si trovano al di sotto della zona di transizione si uniscono qui a formare composti diversi, a causa delle condizioni di temperatura e pressione.

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A circa 500 chilometri di profondità (la fascia blu nell'illustrazione) c'è la cosiddetta zona di transizione, un ampio strato che separa il mantello terrestre superiore da quello inferiore. In questa fascia, l'abbondante presenza di acqua (vedi su focus.it) contribuisce alla formazione di magmi che, risaliti in superficie, danno origine a vulcani molto estesi (un caso sono le Isole Bermuda). © Cornell University / Elab.: Mazza et al. (2019)

Inoltre, «è la prima volta che si trova una chiara indicazione che dalla zona di transizione - ossia tra il mantello superiore e quello profondo - può originarsi del magma che arriva in superficie», afferma Esteban Gazel (Dep. of Earth and Atmospheric Sciences, Cornell University, USA), coautore della ricerca.

Lo studio è stato condotto alle Isole Bermuda, dove i vulcanologi si aspettavano di trovare rocce simili a quelle delle Hawaii, ma così non è stato. Lavorando su di un campione di roccia estratto nel 1972 a 700 metri di profondità, rimasto finora nelle teche della Dalhousie University (Canada), i ricercatori hanno scoperto al suo interno minerali e acqua (intrappolata nella struttura del minerale) che hanno raccontato una storia diversa: «l'analisi di quel minerale ha infine confermato la sua origine, dalla zona di transizione del mantello», rivela la ricercatrice Sarah Mazza (università di Münster, Germania). In particolare, hanno rilevato minerali molto più ricchi di acqua di quel che si aspettavano e con diversi isotopi differenti da quelli tipici delle rocce vulcaniche delle Hawaii.

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Geofisica: un atlante del mondo sotterranero (vedi su focus.it) per interpretare la storia del nostro pianeta.

Improvvisamente la fascia di transizione diventa un importante serbatoio di magmi che poi arrivano in superficie: si tratta ora di farsi un'idea di questa nuova geografia vulcanica, come si rispecchia sulla Terra e quale peso ha per la vulcanologia.

27 maggio 2019 Luigi Bignami
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