Vulcanologia

Immagini 3D del sistema magmatico dei Mono Craters. Nuovo Studio

L'ultima eruzione presso i crateri Mono ebbe luogo circa 600 anni fa.

I crateri Mono sono un gruppo di cupole laviche, coni di cenere che si estendono per 17 km sul lato orientale della Sierra Nevada, tra il lago Mono e la caldera Long Valley, California.

Ora un nuovo smodello concettuale del sistema di magma sottostante i crateri Mono offre agli scienziati una comprensione più dettagliata dei processi vulcanici in profondità, e un modello migliore per prevedere l'attività vulcanica.

L'ultima eruzione risale a circa 600 anni fa al Panum Crater, e circa 350 anni sull'isola di Paoha, al centro del Mono Lake. La precisione e l'alta risoluzione delle nuove immagini tridimensionali delle camere vulcaniche e magmatiche "idrauliche" sotto il Bacino Mono darà agli scienziati una migliore comprensione della loro dimensione, forma, e dove potrebbe verificarsi la prossima eruzione. Per creare le nuove immagini in 3D il ricercatore, Jared Peacock  ha usato la metodologia "magnetotellurica".

Le fluttuazioni naturali della magnetosfera e della ionosfera terrestre si manifestano sotto forma di campi elettromagnetici naturali a bassa frequenza. Questi campi inducono correnti telluriche nel sottosuolo, che fluiscono parallele alla superficie, e interessano vaste aree di territorio, dando origine a campi magnetici secondari misurabili. La metodologia magnetotellurica prevede la misura delle componenti del campo elettrico e magnetico generato dalle variazioni nel tempo delle correnti telluriche. Il dato magnetotellurico viene restituito come curva di resistività apparente del sottosuolo. Il movimento di ioni nel campo magnetico terrestre genera una corrente elettrica che viene poi misurata da questa tecnica. La corrente elettrica dipende dalle proprietà di composizione della roccia. Ad esempio, le antiche rocce più dense hanno una maggiore resistenza e quindi il flusso di corrente diminuisce, mentre la situazione opposta si verifica con rocce fratturate riempite con acque fluide sotterranee, o fluidi idrotermali legati all'attività vulcanica.

Le camere magmatiche, per esempio, sono piene di liquido, di roccia fusa o parzialmente cristallizzata, "poltiglia", e la loro resistività alle linee elettriche è molto bassa, di conseguenza. Le immagini di resistività ottenute hanno portato alla luce almeno due colonne verticali di magma a 10 km di profondità. Una di esse si trova al di sotto del cratere Panum, molto simile nella forma al collo di una giraffa: si trasforma improvvisamente in un angolo orizzontale, il che suggerisce che i fluidi idrotermali possono essere vicini alla superficie. L'altra si trova al di sotto del South Coulee ma non mostra segni di recenti attività in prossimità della superficie. La tecnica di imaging 3D ha anche permesso agli scienziati di distinguere una vecchia roccia granitica, un Plutone, tra le colonne di magma più recenti. I risultati dello studio sono stati pubblicati nel Journal of Geophysical Research, il 19 ottobre 2015.

"Queste nuove immagini 3D aggiungono dettagli alla nostra conoscenza attuale del sistema vulcanico ad est della Sierra Nevada, e ci permettono di fare previsioni più accurate dell'agitazione vulcanica", ha detto Margaret Mangan, scienziato dell'Observatory USGS in California.

Il nuovo modello di resistività elettrica in combinazione con i dati precedentemente acquisiti, ha permesso ai ricercatori di fare luce su una vecchia questione di come i sistemi vulcanici sono legati a faglie nelle vicinanze. Un'anomalia situata ad ovest dei Mono crateri è nota da tempo come sito di terremoti di lungo periodo, e si scopre che ciò potrebbe essere causato dai fluidi vulcanici dal magma sottostante.

Al fine di stabilire se i terremoti di lungo periodo sono causati da processi magmatici e metamorfici, dovranno essere svolti ulteriori studi.

Modello tridimensionale di resistività (vista cercando il nord-ovest) che mostra le anomalie sotto i Mono Craters. I colori rosso e arancio caldi indicano materiale a bassa resistività elettrica ed i colori freddi blu indicano una elevata resistività di una corrente elettrica. Notare il "collo di giraffa" a forma di anomalia sotto il Panum Crater. I punti neri sono ipocentri del terremoto.

A.T.

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