Avvicinarsi al pianeta rosso dalla cucina

I coni senza radici sono piccole forme vulcaniche che vanno da diverse a diverse centinaia di metri di diametro, formate da continue esplosioni risultanti dall’interazione tra lava superficiale e corpi idrici come laghi e fiumi. A differenza dei normali vulcani originati dal magma che risale dalle profondità del sottosuolo, i coni senza radici si formano quando la lava ricopre uno strato contenente acqua, innescando reazioni esplosive. A causa di questo processo vengono anche chiamati pseudocrateri. Anche se l’Islanda ospita molti coni senza radici, sono meno comuni altrove, con piccoli esempi trovati lungo la costa della Grande Isola alle Hawaii. Al contrario, su Marte sono stati identificati vasti campi di coni senza radici, rendendo i loro meccanismi di formazione un focus significativo della geologia planetaria.

La professoressa associata Rina Noguchi e il suo studente Wataru Nakagawa dell’Università di Niigata hanno condotto esperimenti analogici in interni per simulare la formazione di coni senza radici. Hanno usato lo sciroppo di amido riscaldato come analogo della lava e una miscela di bicarbonato di sodio e sciroppo per dolci per rappresentare uno strato contenente acqua.

In ambienti naturali, la temperatura della lava supera i 1000°C, riscaldando l’acqua fino a farla vaporizzare ed espandersi in modo esplosivo. Tuttavia, lo sciroppo di amido raggiunge solo circa 140°C prima di caramellare, temperatura insufficiente per vaporizzare l’acqua. Per superare questo problema, i ricercatori hanno utilizzato la decomposizione termica del bicarbonato di sodio – una reazione familiare alla preparazione del karumeyaki (caramella mou a nido d’ape giapponese) – per migliorare la formazione di schiuma. Quando riscaldato dallo sciroppo di amido, il bicarbonato di sodio (bicarbonato di sodio) rilascia anidride carbonica, intensificando la formazione di schiuma e simulando esplosioni simili alla formazione di un cono senza radici. È stato aggiunto lo sciroppo per dolci per regolare la viscosità. I ricercatori hanno variato lo spessore dello sciroppo in un bicchiere e hanno analizzato attentamente la dimensione e il numero di sfiati formati.

“Abbiamo osservato che i condotti spesso non riuscivano a mantenere la loro struttura perché venivano interrotti dai condotti che si formavano nelle vicinanze”, ha spiegato Assoc. Prof.Noguchi. Lo studio ha rivelato che la competizione tra i condotti, oltre a quella dell’acqua, influenza significativamente la distribuzione spaziale del cono senza radici. Strati di sciroppo più spessi hanno mostrato una maggiore competizione tra i condotti, aumentando i condotti guasti, in linea con le osservazioni su Marte, dove la lava più spessa è correlata a un minor numero di coni senza radici. Al contrario, in ambienti con abbondanti condotte (che indicano molti coni senza radici), le esplosioni sono state ridotte a causa della limitata disponibilità di acqua, portando a edifici a cono più piccoli. Ciò è in linea con le osservazioni su Marte che mostrano che le aree con lava sottile mancano di caratteristiche simili a coni senza radici.

A ulteriore supporto di questa idea, le strutture di condotto fallite osservate negli affioramenti di lava terrestre suggeriscono che la competizione tra condotti influisce universalmente sulla formazione di coni senza radici. Questi esperimenti e osservazioni geologiche evidenziano che la fusione e la separazione dei condotti guidate dallo spessore della lava sono fattori chiave nel determinare la distribuzione spaziale e la dimensione dei coni senza radici.

I risultati contribuiscono a una comprensione più profonda della formazione dei coni senza radici sulla Terra e fanno avanzare la conoscenza di morfologie simili su altri pianeti, in particolare su Marte. La ricerca futura integrerà indagini dettagliate sul campo con dati di telerilevamento per perfezionare i modelli di formazione e migliorare l’interpretazione delle condizioni ambientali passate legate allo sviluppo di coni senza radici.