Recentemente, l’analisi dei cosiddetti “orologi di cristallo” è stata utilizzata per stimare quanto tempo il magma rimanga immagazzinato nel sottosuolo e quanto impieghi a risalire verso la superficie. Tuttavia, questo metodo è considerato controverso, come discusso in un articolo pubblicato su PNAS. La risalita del magma attraverso la crosta può causare terremoti e rilasciare gas, che offrono indizi di un’imminente eruzione. Non è chiaro, però, se il magma segua una risalita rapida o se si fermi per lunghi periodi nei serbatoi sotterranei, dove potrebbe rimanere intrappolato per migliaia di anni.
Nel caso in cui il magma si arresti nei serbatoi, il raffreddamento sotto circa 720°C causa la sua solidificazione temporanea, fino a quando una nuova iniezione di magma caldo non lo riattiva, spingendolo verso la superficie. Per chiarire questi meccanismi, gli scienziati hanno studiato i cristalli che si formano nelle rocce vulcaniche dopo le eruzioni passate.
Nel 2014, uno studio fondamentale ha esaminato tali cristalli per comprendere meglio il comportamento del magma prima delle eruzioni. Kari Cooper, dell’Università della California, e Adam Kent, della Oregon State University, hanno analizzato rocce vulcaniche del Monte Hood in Oregon, isolando cristalli come il plagioclasio. Questo cristallo consente di effettuare datazioni radiometriche misurando la quantità di uranio decaduto all’interno del minerale, fornendo informazioni preziose sulla storia del magma. Altri cristalli studiati, come pirosseno, olivina e quarzo, sono stati utilizzati per stimare il tempo trascorso dal magma in uno stato liquido.
Cooper e Kent hanno scoperto che i cristalli di plagioclasio più antichi nei campioni del 2014 avevano almeno 20.000 anni e che il magma era stato esposto a temperature elevate per centinaia di anni. Ciò suggerisce che gran parte del tempo di “vita” del magma si svolga in uno stato di stasi nei serbatoi sotterranei.
Nonostante le speranze riposte negli orologi di cristallo, alcuni esperti rimangono cauti, poiché è difficile riprodurre accuratamente le condizioni profonde della Terra in laboratorio. I cristalli si formano strato dopo strato con ogni nuova iniezione di magma caldo, e questi strati possono essere distintivi chimicamente, simili agli anelli degli alberi. Tuttavia, nel corso del tempo, gli atomi migrano tra gli strati, omogeneizzando la composizione chimica, un fenomeno particolarmente evidente nei campioni più antichi.
Queste osservazioni indicano che, sebbene gli orologi dei cristalli rappresentino uno strumento utile per i vulcanologi, non possono essere utilizzati isolatamente. È essenziale integrarli con altre tecniche investigative per migliorare la comprensione dei movimenti del magma prima delle eruzioni e per affinare le previsioni sulle future attività vulcaniche.