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Come promesso durante il nostro precedente incontro presso la scuola di Stromboli, siamo tornati per illustrare concretamente l’attività che vorremmo svolgere con la collaborazione di studenti e insegnanti nell’ambito del Progetto UNO. Il progetto, descritto in dettaglio nel suo sito web (https://progetti.ingv.it/en/uno-stromboli), è stato prorogato di 1 anno, pertanto scadrà nel mese di ottobre 2024.

Per prima cosa vogliamo ricordare che Stromboli è un vero e proprio laboratorio all’aperto dove fare ricerche per migliorare le nostre conoscenze su questo vulcano, ma non solo. Quello che impariamo a Stromboli, infatti, lo possiamo applicare e quindi utilizzare anche su un gran numero di altri vulcani del mondo. Per questo motivo Stromboli viene anche chiamato con il soprannome di “vulcano laboratorio”!

Nell’ambito del Progetto UNO, una parte degli studi previsti è dedicata alle ceneri emesse dal vulcano durante l’attività esplosiva, ovvero le particelle vulcaniche con dimensioni inferiori ai 2 mm. 

Ma perché vogliamo studiare le ceneri? Quello che molti non sanno è che le particelle di cenere eruttate dai vulcani non sono tutte uguali. Infatti se osserviamo le ceneri di Stromboli con un semplice microscopio binoculare a luce riflessa possiamo riconoscere almeno 4 tipologie diverse di particelle sulla base di forma, colore, superficie e “tessitura” (Figura 1), ovvero: 

Sideromelano: queste particelle sono molto importanti per i nostri studi perché rappresentano il magma eruttato e quindi la porzione più calda del magma al di sotto dei crateri. Noi le chiamiamo anche particelle di vetro, sono da trasparenti a gialle a bruno chiaro. 

Tachiliti: rappresentano un magma che quando viene eruttato è già parzialmente freddo e quindi appare scuro, nero con forma squadrata, a parallelepipedo, perché si sono iniziati a formare dei piccoli cristalli nella fase di raffreddamento. 

Litici: sono frammenti vulcanici già preesistenti prima dell’eruzione. Possono avere vari colori, dal grigio al giallo all’arancione al bruno, e sono particelle spesso opache proprio perché vecchie, alterate dai gas vulcanici. 

Cristalli: ogni vulcano ne contiene di specifici sulla base della “composizione” del magma. Nel magma di Stromboli ci sono olivine e pirosseni, che sono entrambi verdi, ma mentre le olivine sono delle sferette, i pirosseni sono tabulari. Inoltre sono presenti anche cristalli di plagioclasio, anch’essi di forma tabulare ma quasi trasparenti. 

Figura 1 – 4 componenti principali delle ceneri, ovvero (da sinistra a destra) particelle di sideromelano, tachilite, litico e un cristallo di pirosseno.

 

L’analisi dei componenti su un campione di cenere, ovvero il riconoscimento dei 4 componenti descritti su un numero elevato di particelle (100-500), ci permette di calcolare la percentuale relativa di questi componenti e di fornire una interpretazione sulla dinamica eruttiva che ha prodotto quella cenere (Figura 2). Ad esempio, se troviamo il 100 % di particelle di sideromelano, riteniamo che il magma stia occupando tutto il condotto vulcanico fino in superficie, mentre è probabile che una cenere formata dal 100 % di litici sia stata prodotta da una esplosione di gas in sovrappressione che non ha coinvolto nuovo magma ma solo materiale vecchio, già presente come materiale solido all’interno del condotto vulcanico.

 Figura 2 – Immagini di 2 campioni di cenere acquisite al microscopio binoculare. A sinistra, un campione formato dal 100 % di particelle di sideromelano. A destra, un campione formato da particelle di sideromelano, tachilite, litici e cristalli.

Abbiamo detto che le particelle di sideromelano sono legate al magma fresco, caldo. Per questo motivo studiamo sia la forma che la struttura (tessitura) interna ed esterna, osservandole al microscopio per capire se durante l’esplosione il magma all’interno del condotto vulcanico fosse più o meno caldo e la velocità di risalita più o meno elevata. Semplificando, infatti, quando vengono eruttate e sono ancora calde, queste particelle possono prima deformarsi e successivamente, raffreddandosi in aria, assumere forme differenti. A volte presentano delle bolle sulla superficie che rappresentano i vuoti lasciati dal gas durante la loro eruzione, oppure sono allungate, tipo degli aghi, oppure hanno superfici lisce. Altre volte le particelle si ripiegano su sé stesse e mostrano dei piccoli rigonfiamenti: queste sono le forme che noi chiamiamo convolute e fluidali, perché le particelle di magma si girano, si stirano, e si allungano prima di raffreddarsi in aria (Figura 3).

 

Figura 3 – Esempi di particelle di sideromelano con forme convolute e allungate. L’ultima immagine mostra un rigonfiamento presente nella particella.

Utilizzando altre tipologie di microscopi, ad esempio un microscopio a scansione elettronica o una microsonda elettronica, è possibile calcolare la composizione del vetro che costituisce le particelle di sideromelano, ma anche dei minerali (cristalli) quando presenti dentro le particelle stesse.

Un altro aspetto importante delle nostre ricerche è costituito dallo studio dei “lisciviati”, ovvero l’analisi dei gas che aderiscono sulla superficie delle ceneri durante le esplosioni. Composizione e quantità dei gas assorbiti dalle ceneri ci possono fornire indicazioni importanti sul movimento e sulla profondità del magma dentro il vulcano. Queste informazioni ci permettono di fare ipotesi sul comportamento del vulcano ovvero prevedere come si comporterà il vulcano, in altre parole ci aiutano a “monitorare” l’attività del vulcano.

Per tutte le considerazioni fin qui riportate, abbiamo chiesto agli insegnanti di poter collocare una cassetta all’interno del plesso scolastico e agli studenti di controllare ogni mattina se si è depositata della cenere, e in questo caso di raccoglierla e riporla dentro dei contenitori di plastica sui quali riportare la data di raccolta.

Nelle prossime settimane vedremo se e quanto il sito scelto sia adatto al campionamento delle ceneri di Stromboli. Nel frattempo ringraziamo ancora una volta insegnanti e studenti per questa preziosissima collaborazione

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