Una migliore comprensione della fisica permetterebbe di prevedere le eruzioni vulcaniche
Svelare i Segreti del Magma: Un Progetto Ambizioso per Prevedere le Eruzioni Vulcaniche
Un’ambiziosa iniziativa scientifica mira a rivoluzionare la comprensione delle dinamiche vulcaniche e, in ultima analisi, a consentire previsioni delle eruzioni con una precisione paragonabile a quelle meteorologiche. Al centro di questo sforzo, conosciuto come Ex-X, vi è l’obiettivo di acquisire dettagli senza precedenti su come minime variazioni nel comportamento o nella posizione del magma possano scatenare eruzioni, illuminando così la fisica sottostante. Nonostante la loro diversità, tutti i vulcani potrebbero condividere un set comune di equazioni di fluidodinamica.
Per raggiungere questo scopo, centinaia di sismometri e reti di cavi in fibra ottica verranno impiegati per registrare anche i più minuscoli terremoti, sia in periodi di quiete che di attività. Questo monitoraggio sarà potenziato da programmi di apprendimento automatico, addestrati a identificare impercettibili cambiamenti nella "colonna sonora" sismica di questi vulcani. Questi programmi hanno già dimostrato di poter elaborare un enorme volume di dati in modo più efficiente degli scienziati, rivelando in precedenza percorsi magmatici nascosti e permettendo di tracciare, quasi in tempo reale, il magma che si muove attraverso la crosta terrestre.
Tuttavia, la sismologia da sola non è sufficiente. "Ci manca la comprensione fisica di ciò che sta realmente accadendo in una camera magmatica", afferma Poland. Permangono domande cruciali: cosa provoca l’inarrestabile nucleazione di bolle all’interno di un corpo magmatico, spingendo il magma caldo e galleggiante attraverso la crosta con un’effervescenza simile a quella di una bibita? Quale combinazione di roccia fusa, cristalli e gas è pronta a innescare un’eruzione? Cosa porta un’eruzione a passare dall’espulsione di lava fluida al lancio esplosivo di ceneri e rocce?
Per rispondere a queste domande, la geochimica è altrettanto essenziale. Oggi, gli scienziati raccolgono campioni di lava o cenere, sia fresca che antica, attorno ai vulcani – durante e tra le eruzioni – per identificare sottili cambiamenti nella composizione chimica. Sebbene vengano utilizzati sofisticati modelli numerici per simulare le "viscere" vulcaniche, si tratta ancora di congetture informate. Gli esperimenti di laboratorio, tuttavia, potrebbero fornire una base solida a questi modelli.
Replicare i fenomeni più estremi in laboratorio non è semplice. Ma con esperimenti di successo nell’autunno del 2025, gli scienziati sono riusciti a ricreare le condizioni presenti alla nascita dei pianeti, complete di simulacri di magma e atmosfere di idrogeno in miniatura. "Non si può semplicemente creare una camera magmatica sulla superficie terrestre", dice Poland, "ma siamo molto più vicini a quel tipo di cose di quanto non lo fossimo tempo fa".
L’obiettivo più ambizioso dei vulcanologi, come sottolinea Winder, è "perforare fino a dove c’è del magma in profondità e osservare realmente questi processi in situ, piuttosto che vederne solo i risultati". Questo è uno degli obiettivi del Krafla Magma Testbed in Islanda, una struttura che sarà il primo osservatorio diretto del magma al mondo.
"Non c’è motivo di non pensare che, a un certo punto in futuro, potremo avere previsioni vulcaniche simili a quelle meteorologiche", afferma Poland. Ma per derivare una teoria unificata del vulcanismo sarà necessario quello che viene definito un "Progetto Geologico Manhattan". Questo richiederà che una costellazione di vulcani altamente diversi sia coperta da strumentazione geofisica e monitorata costantemente per più cicli eruttivi, il che significa molti decenni. Roman fa notare che, "Si vorrebbe pensare, ‘OK, i vulcani sono abbastanza ben monitorati.’ Ma non lo sono. C’è una manciata di vulcani ‘Cadillac’ che hanno reti permanenti." Anche molti dei vulcani più pericolosi degli Stati Uniti, lungo le Cascate nel Pacifico nord-occidentale – patria del famigerato Monte Sant’Elena e del precario Monte Rainier – sono solo parzialmente coperti da un numero limitato di sensori.