Alcune persone credono che le eruzioni vulcaniche siano causate dal destino. Altri credono che un’eruzione vulcanica sia un segno che una montagna è sconvolta perché i residenti che vivono nelle vicinanze hanno peccato.

Ma la scienza ha un’altra spiegazione.

I vulcani sono canali che trasferiscono la roccia fusa sotterranea chiamata magma dalla crosta terrestre alla superficie terrestre. Questi canali hanno forme come coni, scudi o caldere. Sotto un vulcano si trova una camera magmatica, un serbatoio di un unico grande corpo di roccia fusa.

È l’aumento del movimento del magma all’interno di un vulcano che causa un’eruzione. Questi movimenti sono innescati da diversi processi che avvengono sotto, dentro e sopra la camera magmatica.

Sotto la camera del magma

I vulcani che si trovano nelle zone di subduzione – dove le placche in movimento della Terra si scontrano, facendo affondare una placca sotto l’altra – ricevono una costante iniezione di nuova roccia fusa nella camera del magma.

Sotto la camera del magma, il calore del nucleo della Terra fonde parzialmente le rocce esistenti in nuovo magma. Questa roccia fusa fresca finirà per entrare nella camera del magma. Quando la camera, già riempita di un certo volume, non può contenere il nuovo magma, l’eccesso sarà espulso tramite eruzioni.

Questo processo avviene solitamente in cicli, quindi è possibile prevedere le eruzioni da esso causate. Il monte Papandayan di West Java, che si trova in cima all’incontro delle placche eurasiatica e indo-australiana, ha un ciclo di 20 anni e potrebbe eruttare nel 2022. L’ultima eruzione risale al 2002.

Il periodo di tempo tra le eruzioni dipende dalla velocità di fusione della roccia, che è influenzata dalla velocità della placca che affonda. La Terra ha diverse zone di subduzione e le placche in subduzione si muovono generalmente ad una velocità costante fino a 10 centimetri all’anno. Per Papandayan, la velocità della placca indo-australiana che subduce sotto la placca eurasiatica è di circa 7 centimetri all’anno.

All’interno della camera magmatica

Anche le attività all’interno della camera magmatica possono causare eruzioni. All’interno della camera, il magma si cristallizza a causa della diminuzione della temperatura. Il magma cristallizzato, che è più pesante delle rocce fuse semi-fluide, scende verso il pavimento della camera. Questo spinge il resto del magma verso l’alto, aggiungendo pressione al coperchio della camera. Un’eruzione avviene quando il coperchio non può più trattenere la pressione. Questo accade anche in cicli e può essere previsto.

Un altro importante processo all’interno della camera magmatica è quando la miscela di magma si mescola con le rocce circostanti. Questo processo è chiamato assimilazione. Quando il magma si muove, interagisce con le rocce sul rivestimento della camera.

A volte, i vulcani hanno dei percorsi per il magma per fluire verso la superficie. Ma se il percorso non esiste, allora il magma si spingerà verso una zona che ha meno pressione. Questo può causare il crollo delle pareti che circondano la camera.

Immaginate di far cadere un mattone in un secchio pieno d’acqua. La prima cosa che accadrebbe è l’acqua che schizza fuori dal secchio.

Lo schizzo di magma causato dal crollo della parete della camera causerà un’eruzione. Le eruzioni da questo processo sono difficili da prevedere.

Sopra la camera del magma

Le eruzioni possono avvenire anche a causa della perdita di pressione sopra la camera del magma. Questo può essere causato da varie cose, come una diminuzione della densità delle rocce sopra la camera o lo scioglimento del ghiaccio sopra un vulcano. Anche un tifone che passa un vulcano in condizioni critiche può esacerbare la forza di un’eruzione.

Le rocce che coprono la camera magmatica possono ammorbidirsi gradualmente a causa di cambiamenti nella composizione minerale. Una diminuzione della densità delle rocce di copertura alla fine le rende incapaci di trattenere la pressione del magma.

Cosa causa questo cambiamento mineralogico? A volte, i vulcani hanno crepe sulla superficie che permettono all’acqua di infiltrarsi e interagire con il magma. Quando questo accade, si verificano alterazioni idrotermali delle rocce, con conseguenti eruzioni.

Anche dove il magma esce dal vulcano è importante. Se la lava o le rocce piroclastiche escono attraverso il lato di un vulcano, la gravità può far collassare quella sezione del vulcano, causando un’improvvisa perdita di pressione di copertura. Le grandi eruzioni di solito avvengono pochi istanti dopo il collasso di un settore.

Fusione glaciale

Il riscaldamento globale può causare più eruzioni causando lo scioglimento dei ghiacciai in cima ai vulcani. Quando grandi volumi di ghiaccio in cima ai vulcani si sciolgono, la pressione sopra la camera del magma diminuisce. Il magma salirà per trovare un nuovo stato di equilibrio e causare un’eruzione.

Uno studio ha dimostrato che l’enorme eruzione di Eyjafjallajökull in Islanda nel 2010 è stata innescata da questo. L’Islanda sta perdendo circa 11 miliardi di tonnellate di ghiaccio ogni anno, quindi potrebbe esserci ancora di più.

Nel 1991, il monte Pinatubo nelle Filippine ha avuto una grande eruzione quando il tifone Yunya ha colpito il vulcano e i suoi dintorni. Il Pinatubo stava già rimbombando, ma il tifone ha esacerbato la forza dell’esplosione.

L’alta velocità del tifone ha fatto sì che l’area circostante perdesse una notevole pressione. Di conseguenza, la colonna d’aria sopra il vulcano è stata spazzata nel percorso del tifone. Il Monte Pinatubo ha sperimentato un cambiamento di pressione e una grande eruzione era inevitabile.

Dato l’importante ruolo del magma nell’innescare le eruzioni vulcaniche, studiare il magma più da vicino può aiutare a prevedere questi spettacolari eventi naturali.