Mauna Loa 2022: I Segreti Nascosti nella Lava Sorprendentemente Uniforme!

Ciao a tutti gli appassionati di vulcani e misteri della Terra! Oggi voglio portarvi con me in un viaggio affascinante nel cuore di uno dei giganti più attivi del nostro pianeta: il Mauna Loa, nelle Hawaii. Sicuramente avrete sentito parlare della sua ultima eruzione, iniziata il 27 novembre 2022, dopo ben 38 anni di silenzio – il riposo più lungo nella sua storia moderna! Un evento spettacolare, durato 13 giorni, che ci ha dato un’opportunità unica per “spiare” cosa succede laggiù, nelle profondità magmatiche.

L’Eruzione del 2022: Un Laboratorio a Cielo Aperto

Immaginate la scena: notte fonda, una fessura si apre nella caldera sommitale, Mokuʻāweoweo, e inizia a vomitare lava incandescente. Poche ore dopo, altre fessure si aprono più a sud, visibili persino dalla costa ovest dell’isola. Poi, l’attività si sposta nella Northeast Rift Zone (NERZ), ad alta quota. Alla fine, è stata soprattutto la “fessura 3” a dominare la scena, alimentando una colata lavica lunga quasi 19 km che si è fermata a un soffio dalla principale autostrada dell’isola. Noi scienziati, in particolare i colleghi dell’Hawaiian Volcano Observatory (HVO), eravamo lì, pronti a raccogliere campioni freschi di lava quasi ogni giorno. Perché? Perché ogni goccia di quella roccia fusa è come una pagina di diario scritta dal vulcano stesso.

La Nostra Lente d’Ingrandimento: Isotopi e Elementi Rari

Per decifrare questo diario, abbiamo usato strumenti potentissimi. Non parlo di martelli e scalpelli, ma di analisi geochimiche sofisticate. Ci siamo concentrati su alcuni “ingredienti” speciali della lava:

• Elementi in traccia e altamente siderofili (HSE): Questi includono metalli preziosi come Osmio (Os), Iridio (Ir), Rutenio (Ru), Platino (Pt), Palladio (Pd) e Renio (Re). La loro abbondanza ci dice molto sui processi di cristallizzazione e frazionamento del magma.
• Isotopi di Renio-Osmio (¹⁸⁷Re-¹⁸⁷Os): Il rapporto tra questi isotopi (in particolare ¹⁸⁷Os/¹⁸⁸Os) è super sensibile all’assimilazione, cioè a quando il magma “digerisce” rocce più vecchie mentre risale.
• Isotopi dell’Ossigeno (¹⁸O/¹⁶O): Anche questi isotopi (espressi come δ¹⁸O) sono ottimi traccianti per capire se il magma ha interagito con la crosta terrestre o con materiali alterati all’interno del vulcano stesso.

Analizzando questi elementi in campioni prelevati lungo tutta la durata dell’eruzione, speravamo di vedere cambiamenti, evoluzioni, magari l’arrivo di magma diverso nel tempo.

La Grande Sorpresa: Un’Omogeneità Inaspettata!

E qui arriva il bello: contro ogni aspettativa, le lave del 2022 si sono rivelate incredibilmente omogenee! Immaginate di assaggiare una torta dal primo all’ultimo giorno di cottura e trovarla sempre uguale. La composizione chimica principale (tipo la quantità di Magnesio, MgO, circa 6.2%) e la maggior parte degli elementi in traccia variavano pochissimo. Anche gli isotopi di Ossigeno (δ¹⁸O intorno a 5.35‰, un po’ più bassi della media delle dorsali oceaniche) e, soprattutto, gli isotopi di Osmio (¹⁸⁷Os/¹⁸⁸Os tra 0.1345 e 0.1385) sono rimasti sorprendentemente costanti per quasi tutta l’eruzione.

Certo, qualche piccola variazione l’abbiamo vista, specialmente all’inizio. I primissimi campioni dalla caldera sommitale avevano rapporti ¹⁸⁷Os/¹⁸⁸Os leggermente più “radiogenici” (cioè con più ¹⁸⁷Os, prodotto dal decadimento del ¹⁸⁷Re) e concentrazioni di Renio e Palladio più alte e variabili. Ma poi, tutto si è stabilizzato.

Questa omogeneità è una firma importante. Ci dice che il magma eruttato nel 2022 non è arrivato direttamente dal mantello profondo poco prima dell’eruzione. No, suggerisce che ha passato un bel po’ di tempo a “marinare” in un grande serbatoio magmatico sotto la cima del vulcano. Un serbatoio ben mescolato, continuamente alimentato, dove il magma ha avuto tempo di omogeneizzarsi.

Frazionamento e un Pizzico di “Cannibalismo” Vulcanico

Ok, magma omogeneo, ma da dove viene? Le analisi ci dicono che queste lave sono “differenziate”. Cosa significa? Che non sono magma primario, ma hanno subito un processo chiamato frazionamento cristallino. Immaginate il magma come una zuppa calda: raffreddandosi lentamente nel serbatoio, alcuni minerali (come l’olivina, ricca di Magnesio e Nichel, e piccoli cristalli di spinello e solfuri) iniziano a formarsi e a depositarsi sul fondo. Quello che rimane liquido, e che poi erutta, è “scremato”, più povero di alcuni elementi (come Os, Ir, Ru, Ni) e più ricco di altri. I nostri modelli suggeriscono che circa il 6-18% di cristalli si sono separati dal magma originario.

Ma non è tutto. Quei rapporti ¹⁸⁷Os/¹⁸⁸Os un po’ più alti rispetto alle picriti (lave molto ricche di olivina e considerate più primitive) dello stesso Mauna Loa ci suggeriscono un altro processo: l’assimilazione. È come se il magma, risiedendo nel serbatoio o risalendo, avesse “mangiucchiato” un po’ di roccia più vecchia appartenente all’edificio vulcanico stesso. Rocce basaltiche simili, ma più vecchie, che nel tempo hanno accumulato più ¹⁸⁷Os a causa del decadimento del Renio. Basta una piccola quantità di questa “roba vecchia” per influenzare gli isotopi di Osmio, che sono molto sensibili a questo processo. Gli isotopi di Ossigeno, meno sensibili in questo contesto, mostrano solo lievi segnali di questa interazione.

Mauna Loa vs. Resto del Mondo (Vulcanico)

Questa stabilità geochimica del Mauna Loa 2022 è in netto contrasto con altre eruzioni basaltiche recenti che abbiamo studiato con gli stessi metodi. Pensate all’eruzione del 2021 a La Palma (Canarie): lì abbiamo visto un cambiamento netto nella composizione della lava e negli isotopi di Osmio nel giro di poche settimane, passando da lave più evolute e contaminate a lave più primitive. O all’eruzione iniziata nel 2021 in Islanda (Penisola di Reykjanes): anche lì, le prime lave erano molto diverse, con isotopi di Osmio “anomali” a causa di una forte assimilazione della crosta, seguite poi da lave più “normali”.

Il Mauna Loa, invece, sembra avere questo grande sistema di stoccaggio che “tampona” le variazioni e sforna prodotti molto simili tra loro, almeno per le eruzioni sommitali come quella del 2022. Questo ci conferma l’idea, già proposta in passato, che il Mauna Loa abbia un serbatoio magmatico superficiale longevo e ben omogeneizzato.

Implicazioni per la “Rete Idraulica” del Vulcano

Cosa ci dice tutto questo sul sistema di alimentazione profondo? Sappiamo che le Hawaii hanno due “file” parallele di vulcani (trend Loa e Kea) con firme geochimiche leggermente diverse, che riflettono eterogeneità nel pennacchio del mantello sottostante. Il Mauna Loa appartiene al trend Loa. I nostri dati confermano la sua firma isotopica Os (generalmente più radiogenica del trend Kea, come Kīlauea), anche se l’assimilazione può un po’ “sporcare” il segnale nelle lave differenziate.

È interessante notare che studi sismici recenti suggeriscono che Mauna Loa e il vicino Kīlauea potrebbero condividere un complesso sistema di “sill” (intrusioni magmatiche orizzontali) in profondità. Eppure, le loro lave mantengono firme geochimiche distinte! Questo potrebbe significare che, anche se collegati in profondità, i sistemi di alimentazione più superficiali sono separati o che il mescolamento in profondità è limitato.

Infine, c’è la questione delle picriti, quelle lave super dense e ricche di olivina. Al Mauna Loa, come in altri grandi vulcani basaltici, queste tendono a eruttare a quote più basse lungo le zone di rift, mentre le lave più leggere e differenziate (come quelle del 2022) eruttano dalla cima o dalle parti alte dei rift. Sembra una questione di “galleggiabilità neutra”: il magma più denso fatica a salire fino in cima e trova più facile uscire più in basso. Le lave del 2022, leggere e omogenee, sono perfettamente coerenti con un’eruzione dall’alto, alimentata dal serbatoio sommitale ben evoluto.

Conclusioni: Un Gigante Costante (ma non troppo!)

Insomma, l’eruzione del Mauna Loa del 2022, pur spettacolare, ci ha mostrato un volto geologicamente “tranquillo”. L’omogeneità delle sue lave, analizzata con la lente degli isotopi Re-Os, O e degli elementi HSE, è una testimonianza potente dell’esistenza di un grande serbatoio magmatico superficiale, dove il magma risiede, si mescola, cristallizza e assimila lentamente materiale più vecchio per decenni. Questo contrasta nettamente con la dinamicità vista in altre recenti eruzioni oceaniche.

Ogni vulcano ha la sua personalità, e studiare queste differenze ci aiuta a capire i complessi processi che governano la nascita e l’evoluzione dei magmi sotto i nostri piedi. Il Mauna Loa ci ha ricordato che anche un gigante può avere abitudini consolidate, almeno finché non decide di sorprenderci di nuovo!

Fonte: Springer