La natura no repeteix les erupcions a demanda dels científics. Per això, els vulcanòlegs han dissenyat experiments de laboratori que reprodueixen a petita escala les condicions de les erupcions volcàniques: magma a alta pressió, flux de fluids per fractures, atomització de la lava i el comportament dels fluxos piroclàstics. La vulcanologia experimental és un camp que combina enginyeria de materials, física de fluids i geoquímica per entendre processos que es produeixen a centenars de metres de profunditat i a temperatures de 1.200°C.
El volcanotron: la màquina per reproduir fluxos piroclàstics
Investigadors de les universitats de Bristol (UK) i d’Hannover (Alemanya) han construït un aparell (informalment anomenat «volcanotron») que simula fluxos piroclàstics a escala reduïda. Material granular calent és accelerat en un canal inclinat per produir fluxos que imiten el comportament dels piroclasts. Les dades obtingudes han millorat els models de propagació dels fluxos reals.
Presses de diamant: el magma a pressió de mantell
Les presses de diamant permeten comprimir una petita mostra de roca (del tamany d’un pèsol) fins a pressions de centenars de gigapascals, reproduint les condicions del mantell inferior. Amb làser, s’escalfa la mostra fins a temperatures de 2.000-5.000°C. Amb raig-X de sincrotró, es pot observar en temps real com la roca es fon i quina composició té el magma en aquelles condicions.
Atomització de la lava: entendre les erupcions explosives
Per que algunes erupcions son explosives i d’altres efusives? La clau és la viscositat de la lava i la velocitat de descompressió. En experiments de laboratori, els científics escalfen mostres de roca fins a fondre-les, les pressuritzen i les descomprimeixen sobtadament per simular l’ascens del magma. Les imatges d’alta velocitat mostren com la lava viscosa es fragmenta en milers de partícules (tephra) quan els gasos exsoluts no poden escapar ràpidament.
Models numèrics: simulant erupcions per ordinador
Al costat dels experiments físics, els models numèrics de fluidodinàmica computacional (CFD) permeten simular erupcions completes en 3D. Programes com el VolcFlow, PYROCLASTIC o MOLASSES simulen la propagació de colades de lava, fluxos piroclàstics i lahars sobre topografia real per ajudar els gestors d’emergències a planificar les zones de risc.
Preguntes freqüents (FAQ)
On es fa recerca experimental en vulcanologia a Espanya?
L’ICTJA-CSIC (Barcelona), el CSIC de Granada, la ULPGC (Las Palmas) i l’ULL (La Laguna) fan recerca experimental i de modelatge de processos volcànics. Institucions com l’INVOLCAN (Tenerife) combinen monitoratge i recerca aplicada.
Pot un estudiant de grau participar en recerca experimental volcànica?
Sí, a través de pràctiques en grups de recerca universitaris o del CSIC, beques de col·laboració i programes de pràctiques Erasmus+ en laboratoris europeus especialitzats.
Continua aprenent sobre volcans
- 🌋 Tipus d’erupcions volcàniques — Stromboli i Vulcano, els volcans que donen nom als tipus d’erupció.
- 🔥 L’Etna: el volcà actiu més gran d’Europa — Els tres volcans actius d’Itàlia.
- 🗺️ Què és un volcà? Tipus, parts i com funcionen — Les bases de la vulcanologia explicades de manera clara.