Una Variante dell’Esperimento del Vulcano che Hai Fatto a Scuola Rivela Qualcosa di Importante su Marte
La formazione di un tipo speciale di eruzione vulcanica può essere spiegata con un esperimento in cucina. Immagini ad alta risoluzione del Mars Global Surveyor mostrano coni radicati su un flusso di lava. Credito Immagine: NASA/JPL-Caltech/MSSS
I pseudocrateri o coni radicati sono formazioni vulcaniche peculiari con un’origine esplosiva. Non si formano dal magma proveniente dalle profondità del sottosuolo. Sono causati dalla lava che copre uno strato ricco di acqua, il che provoca una reazione esplosiva. Per comprendere appieno il meccanismo della loro formazione, gli scienziati hanno ideato un esperimento con semplici ingredienti da cucina non troppo dissimili dal vulcano di soda che potresti aver fatto a scuola.
Questi coni radicati potrebbero non essere molto comuni, ma la nostra necessità di comprendere la loro formazione va oltre la Terra. L’Islanda ha molti di questi crateri che vanno da diversi metri a diverse centinaia di metri di diametro. Alcuni si trovano intorno alla costa della Big Island alle Hawaii, ma è su Marte che queste caratteristiche geologiche sono più numerose. Vasti campi di essi sono stati visti dall’orbita.
Lo scenario reale vede la lava, con una temperatura di oltre 1.000°C (1.800°F), coprire fiumi, laghi o qualche altra risorsa ricca di acqua. La lava fa bollire l’acqua molto rapidamente e la pressione del vapore acqueo aumenta al punto che non può fare altro che spingere la lava in un’esplosione.
Questo potrebbe non essere il tuo tipico esperimento scolastico, ma i ricercatori hanno usato lo stesso ingrediente cruciale che potresti aver usato: il bicarbonato di sodio. Nel setup tradizionale del vulcano, la schiuma si ottiene con l’uso di un acido (aceto/succo di limone). La reazione chimica rilascia anidride carbonica in quel modo schiumoso. Il bicarbonato di sodio può anche rilasciare anidride carbonica ad alte temperature, motivo per cui viene usato come agente lievitante in torte e biscotti.
Uno schema dell’esperimento e uno dei becher con i coni radicati formati. Credito Immagine: Università di Niigata
Il team ha utilizzato l’approccio di fare karumeyaki (toffee a nido d’ape giapponese), che è simile in linea di principio a come viene fatto il candy a nido d’ape in tutto il mondo. Hanno usato una miscela di sciroppo amidaceo e bicarbonato di sodio come equivalente dell’acqua. Su di esso, hanno versato sciroppo caldo. Il bicarbonato di sodio si scompone, liberando anidride carbonica e creando piccole esplosioni. Variando lo spessore dello strato di sciroppo caldo, il team ha creato vari scenari.
La distribuzione dei coni radicati dipendeva da ciò che lo studio chiamava competizione dei condotti. Più condotti tra lo strato d’acqua e la superficie significano una maggiore possibilità che non riescano a raggiungere la superficie. Questo è coerente con ciò che si vede su Marte: dove la lava è più spessa, ci sono meno pseudocrateri.
“Abbiamo osservato che i condotti spesso non riuscivano a mantenere la loro struttura perché venivano interrotti dai condotti in formazione vicini,” ha spiegato la Professoressa Associata Rina Noguchi in una dichiarazione. Un articolo che descrive i risultati è pubblicato nel Journal of Volcanology and Geothermal Research.