(AGENPARL) – Wed 27 August 2025 UNICAM
Università di Camerino
I NANOCRISTALLI CAMBIANO IL COMPORTAMENTO DEI MAGMI: LO RIVELA UNO STUDIO CONDOTTO ANCHE DA UN RICERCATORE UNICAM
Camerino, 26 agosto 2025 – Come si comporta un magma quando si avvicina all’eruzione? È fragile ed esplosivo o più fluido e scorrevole? La risposta potrebbe trovarsi in strutture invisibili a occhio nudo: i nanocristalli.
Uno studio appena pubblicato sulla prestigiosa rivista Nature Communications, a firma della dott.ssa Emily Bamber, ricercatrice presso l’Istituto di Scienze, Tecnologia e Sostenibilità per lo Sviluppo dei Materiali Ceramici del CNR e realizzato in collaborazione con il prof. Fabio Arzilli, docente della Sezione di Geologia della Scuola di Scienze e Tecnologie dell’Università di Camerino, svela per la prima volta la morfologia in 3D dei nano-cristalli nei magmi basaltici e l’effetto della loro forma nel comportamento fisico durante la risalita.
Grazie a una tecnica innovativa, la pticografia a raggi X, è stato possibile osservare in 3D e in scala nanometrica (fino a 14 nanometri di risoluzione) l’aggregazione dei nanocristalli all’interno del magma. La dott.ssa Bamber e il prof. Arzilli hanno lavorato negli ultimi anni per applicare per la prima volta la pticografia a raggi X in ambito vulcanologico. L’analisi ha evidenziato come questi aggregati di nanocristalli modifichino la parte liquida che li circonda, influenzando la reologia del magma, cioè il suo modo di fluire e deformarsi, e di conseguenza lo stile dell’eruzione.
Lo studio permette di visualizzare la struttura dei materiali vulcanici con un dettaglio senza precedenti, di calcolare l’effetto dei nanocristalli sul comportamento meccanico del magma e di comprendere quando un magma tende a diventare più fragile ed esplosivo.
Una scoperta che non solo rappresenta un grande passo avanti sul piano tecnico-scientifico, ma che ha anche importanti implicazioni per la valutazione del rischio vulcanico, in particolare nei contesti altamente popolati come l’Italia.
“Questa ricerca – dichiara il prof. Arzilli, docente Unicam e co-autore dello studio – è un punto di svolta nello studio dei processi magmatici. Abbiamo dimostrato per la prima volta che la forma dei nano-cristalli e la loro interazione può giocare un ruolo fondamentale nel determinare nel comportamento fisico del magma e quindi se un’eruzione sarà esplosiva o effusiva. Questa comprensione ci permette di costruire modelli che potranno descrivere la reologia deli magmi in maniera più accurata, integrando informazioni che fino a poco tempo fa erano invisibili”.
La tecnica, applicata su scorie vulcaniche del vulcano Masaya in Nicaragua, ha permesso di osservare direttamente in 3D i processi di crescita e aggregazione dei nanocristalli, rivelando un’elevata eterogeneità a scala nanometrica che può condizionare la viscosità del magma. Più un magma è freddo, più è probabile che sviluppi nanocristalli, aumentando il rischio di eruzioni violente. Al contrario, magmi più caldi tendono ad essere meno cristallizzati e restare più fluidi.
Il lavoro è stato condotto in collaborazione con l’Università di Manchester nell’ambito del progetto RCUK NERC “DisEqm”, il CNR nell’ambito del progetto ERC “Nanovolc”, il sincrotrone Diamond Light Source (dove si è utilizzata la pticografia a raggi X), l’Università di Bristol, UCL di Londra, INGV di Catania, l’Università di Liverpool, l’Università di Bayreuth, l’Università di Torino e, appunto, l’Università di Camerino, nell’ambito del progetto di ricerca PRIN 2022 “CRYSTALKIN”.
Lo studio ha anche un forte legame con il territorio italiano, dove sono attive ricerche su vulcani come lo Stromboli, l’Etna, il Vesuvio e i Campi Flegrei, aree ad alto rischio vulcanico.
“L’Università di Camerino – afferma il Rettore UNICAM, prof. Graziano Leoni – è orgogliosa di essere tra i protagonisti di questo risultato internazionale. Questo lavoro dimostra come l’eccellenza della ricerca italiana possa contribuire in modo innovativo alla sicurezza e alla comprensione di fenomeni naturali complessi come le eruzioni vulcaniche. È un esempio concreto di come l’investimento in ricerca di frontiera possa generare conoscenza utile alla società.
La pticografia a raggi X, già impiegata con successo in ambito biologico e nelle scienze dei materiali avanzati, è stata così introdotta per la prima volta nello studio dei magmi terrestri. Le immagini ottenute, con una risoluzione fino a 14 nanometri per pixel, hanno reso possibile esplorare un mondo fino ad ora invisibile, aprendo nuove prospettive nello studio della dinamica eruttiva e nella modellazione dei rischi vulcanici.
Per informazioni:
Area Comunicazione e Public Engagement
tw UnicamUffStampaig universitacamerino