Nuovo approccio allo studio dei processi pre-eruttivi nei sistemi vulcanici

La definizione delle tempistiche con cui si sviluppano i processi preeruttivi in sistemi vulcanici attivi è di fondamentale importanza nella comprensione delle dinamiche di camera magmatica e dei fattori di innesco delle eruzioni vulcaniche.

Le modalità e le informazioni temporali con cui tali processi avvengono e si sviluppano sono registrate dalle zonature composizionali nei cristalli. La possibilità di accedere a queste informazioni è offerta dallo studio e valutazione della diffusione elementare attraverso profili composizionali nelle diverse fasi mineralogiche. Le zonature composizionali nei cristalli testimoniano essenzialmlente la presenza di sostanziali variazioni di temperatura all’interno della camera magmatica che condizionano la cristallizzazione delle fasi e possono pregiudicare la valutazione delle tempistiche stimate, soprattutto in casi di eventi multipli registrati in cristalli multi zonati.

Il lavoro pubblicato propone un nuovo modello di Diffusione Non Isotermica che permette di tenere in considerazione la natura non isotermica dei processi pre-eruttivi, scomponendo i principali profili di diffusione dal nucleo al bordo di un cristallo multizonato in step isotermici differenti. Il modello di Diffusione Non-Isotermica rappresenta un significativo progresso per gli studi in cui si voglia ricostruire la storia di crescita dei cristalli. La possibilità di dipanare in maniera progressiva le tempistiche degli eventi che si sviluppano a temperature via via diverse, fornisce un approccio innovativo e promettente per definire i processi preeruttivi e riuscire a incrementare la nostra comprensione delle dinamiche di camera magmatica.

Questa pubblicazione è il risultato di una collaborazione di lunga data tra gli autori (ovvero tra l’Istituto di Geoscienze e Georisorse di Firenze, l’Università di Firenze e il Museo di Scienze Naturali di Londra) incentrata sullo studio delle dinamiche dei sistemi di alimentazione in vulcani attivi. Il progetto specifico è scaturito dall’intento di proporre un metodo universamente utile per tutti i ricercatori che hanno a che fare con studi di diffusione, in maniera da rendere più facile e veloce l’applicazione e risoluzione delle equazioni necessarie al calcolo dei tempi di diffusione.

In particolare, l’idea è nata nel corso di una ricerca, tuttora in via di svolgimento sull’attività recente e attuale del vulcano Stromboli. Tale ricerca si è sviluppata con il fine di definire le possibili tempistiche di ricarica e quindi di innesco delle eruzioni nel sistema di alimentazione superficiale del vulcano Stromboli, a partire dal periodo recente fino all’attuale, attraverso la valutazione di dettaglio dei profili di diffusione registrati nelle multi zonature composizionali di cristalli di clinopirosseno eruttati.

Riferimento bibliografico: Petrone M.C., Bugatti G., Braschi E., Tommasini S. (2017). Pre-eruptive magmatic processes re-timed using a non-isothermal approach to magma chamber dynamics. NATURE COMMUNICATIONS | 7:12946 | DOI: 10.1038/ncomms12946 |www.nature.com/naturecommunications 1.