Con i moderni sistemi di monitoraggio, un vulcano che erutta scuotendo il terreno non può passare inosservato. Ma la turbolenta storia di una camera magmatica in ebollizione può essere documentata anche da registratori del tutto naturali. Sono i minerali del gruppo degli ortopirosseni (silicati con ferro e magnesio), tra i primi a cristallizzare in una lava, che mostrano bande di accrescimento (zonature) direttamente legate alle fasi di risalita dei magmi profondi, spesso accompagnate da sismi. Geologi dell’Università di Bristol hanno capito come decifrare questo “codice a barre”, basandosi sui prodotti eruttati dal Mount St. Helens (Stato di Washington, Usa) nel 1980. Lo studio è pubblicato su Science.
Nei minerali zonati la composizione chimica varia dal nucleo verso le zone periferiche: alcuni hanno una parte centrale più ricca in magnesio e i margini più ricchi in ferro, altri presentano uno schema inverso. Tagliato in due, il minerale appare formato da tre bande concentriche, con un disegno a cipolla. Per evidenziare la zonatura degli ortopirosseni, i ricercatori inglesi – coordinati da Kate Saunders – hanno bombardato con un fascio di elettroni campioni di lava effusi dal Mount St. Helens tra il 1980 e il 1986. Dei quasi 600 esemplari di ortopirosseno riconosciuti, ne è stato scelto un centinaio con la zonatura più evidente.
Datandoli in base a una scala temporale mensile, gli studiosi si sono accorti che questi ortopirosseni non si sono solidificati a un ritmo regolare: la loro cristallizzazione è avvenuta in momenti ben precisi – per esempio nel maggio del 1980 e nel maggio del 1982. Quando, osservano i geologi, risulta aumentata anche la frequenza dei terremoti di origine vulcanica nell’area di Washington.
Ma cosa lega la zonatura degli ortopirosseni alle onde sismiche, rendendo questi minerali dei sismografi naturali? Tutto comincia nella camera magmatica, che periodicamente si ricarica grazie ai magmi provenienti dal mantello, più caldi e ricchi in magnesio. Questa iniezione dal basso influenza l’accrescimento dei germi di ortopirosseno galleggianti nella camera stessa, che vengono rivestiti da una patina che riflette la composizione del materiale appena arrivato: ecco la zonatura. Considerando infine che la risalita di magmi profondi provoca sia eruzioni che terremoti, si spiega come mai i minerali zonati siano limitati a periodi specifici, in cui la terra ha tremato.
Riferimento: Science: doi: 10.1126/science.1220066
Nell’immagine la zonazione di un cristallo: a diversi colori corrispondono diverse composizioni chimiche. Per esempio il giallo rappresenta una forte concentrazione di ferro (crediti a Kate Saunders).
