Il tuo viso sembra a posto. Fidati di me. Ma se ingrandisci e fai un time-lapse, vedrai un paesaggio in movimento: zits che esplodono, crateri porosi che si formano, creste di pelle che si distendono e si schiacciano mentre sorridi e accigli. Allo stesso modo, la Terra fuori dalla tua finestra potrebbe apparire tranquilla. Ma è perché stai guardando una piccola fetta nel tempo e nello spazio. Espandi la tua vista e vedrai le placche spostarsi, le ondate di terremoti e i vulcani esplodere lungo i confini tettonici. Il mondo scatta, crepitio e lacrime. Niente resta uguale.
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Per illustrare questi schemi dinamici, il Programma di vulcanismo globale della Smithsonian Institution, ospitato all'interno del Museo Nazionale di Storia Naturale, ha creato un'animazione time-lapse dei terremoti, delle eruzioni e delle emissioni del mondo dal 1960. Attingendo al primo database compilato di datazione delle emissioni di zolfo fino al 1978, le animazioni mostrano come l'attività apparentemente casuale di vulcani e terremoti formi modelli globali coerenti nel tempo. Comprendere questi schemi offre ai ricercatori una visione di come questi eventi drammatici si intrecciano con il funzionamento interiore del nostro pianeta.
Terremoti e vulcani possono evocare immagini di distruzione diffusa. Ma per coloro che studiano le aree più profonde della Terra, come Elizabeth Cottrell, geologa di ricerca presso il Museo Nazionale di Storia Naturale Smithsonian e direttore del Global Volcanism Program, i vulcani sono anche "finestre verso l'interno". La loro attività e le emissioni forniscono un assaggio di cosa c'è dentro, aiutando i ricercatori a districare la composizione e la storia del nucleo del pianeta. È cruciale, perché non sappiamo ancora di cosa sia fatta l'interno del nostro pianeta. Dobbiamo capire l'interno se vogliamo districare il ciclo globale del carbonio, il flusso chimico che influenza il passato e il futuro del nostro pianeta.
Sappiamo molto del carbonio, l'elemento che costituisce la spina dorsale chimica della vita, nella nostra crosta e negli oceani. Ne sappiamo molto meno nel nucleo e nel mantello della Terra. Finora è stato difficile provare il mantello terrestre, che si estende fino a 1.800 miglia sotto la superficie. Ciò significa che l'interno della Terra svolge un ruolo enorme e misterioso nel ciclo globale del carbonio. L'interno contiene forse il 90 percento del carbonio del nostro pianeta, legato in forme pure come grafite o diamanti. Raccogliere i movimenti di questo sfuggente carbonio della terra profonda è stato chiamato "uno dei problemi più fastidiosi" nella nostra ricerca per comprendere il ciclo globale del carbonio.
Fortunatamente, abbiamo vulcani. Come geologo planetario, Cottrell pensa a questi produttori di magma come a un "sistema di consegna del campione" che ci dà una sbirciatina nel nucleo del pianeta. "I terremoti e le eruzioni sono il battito del cuore del pianeta", afferma. Le emissioni di questi eventi, che hanno influenzato il clima globale, sono la respirazione del pianeta. (In tutto il mondo, i vulcani rilasciano da 180 a 440 milioni di tonnellate di anidride carbonica.) Studiando la chimica della lava e la composizione dei gas vulcanici, Cottrell e altri possono farsi un'idea di ciò che si trova all'interno, come studiare i rutti umani per capire cosa c'è dentro il tuo stomaco.
I vulcani esplodono per lo più vapore acqueo sotto forma di vapore, insieme a biossido di carbonio e un po 'di zolfo (al contrario, gli esseri umani espirano circa il 16% di ossigeno, 4% di CO2 e 79% di azoto). Comprendere i livelli "normali" di queste emissioni vulcaniche aiuterebbe gli scienziati a determinare qual è la linea di base e, quindi, in che modo l'attività umana drasticamente la sta influenzando. Tuttavia, bloccare queste emissioni è un affare complicato. La raccolta di gas vulcanico è decisamente pericolosa, e richiede ai ricercatori di avvicinarsi e di essere personale a emissioni calde e pressurizzate. Quando esplode dal mantello, la lava fusa è una bruciante da 1000 a 1300 gradi Celsius.
Non c'è da stupirsi che gli scienziati preferiscano leggere le firme del gas nell'atmosfera usando i satelliti dallo spazio. Sfortunatamente, anche quella tecnica ha i suoi problemi. Negli ultimi tre secoli, le emissioni antropogeniche da fonti come l'agricoltura industriale e la combustione di combustibili fossili hanno superato drasticamente le emissioni dei vulcani, il che significa che la CO2 vulcanica si perde nel rumore di fondo. Come soluzione alternativa, gli scienziati usano lo zolfo, che è più facile da misurare dallo spazio, come proxy per il carbonio. Nell'ultimo decennio, i progressi tecnologici ci hanno anche permesso di eliminare alcune di queste emissioni.
"Il monitoraggio satellitare globale dei vulcani trasformerà la nostra comprensione dei flussi di gas dall'interno della Terra verso l'esterno nel prossimo decennio", afferma Cottrell, che ha lavorato insieme al ricercatore del Michigan Tech Simon Carn e al responsabile dei dati Ed Venzke per incorporare le emissioni vulcaniche nello Smithsonian database dal 2012.
Nella visualizzazione sopra, puoi vedere i terremoti e le eruzioni vulcaniche non solo come eventi individuali, ma come indicatori di quelle regioni di attività frenetica nella crosta terrestre in cui le piastre si spingono l'una contro l'altra e vengono strappate a pezzi. La chiave è la scala cronologica. Eseguendo lo zoom indietro negli ultimi 50 anni, puoi vedere che i vulcani non sono solo bagliori catastrofici, ma uno schema costante: il battito cardiaco vivente di un pianeta dinamico. "Quando guardiamo a una lunga scala temporale, vediamo l'impulso costante del pianeta", afferma Cottrell, che consiglia di guardare l'animazione con il suono acceso per ottenere il massimo effetto. È un "battito costante e ininterrotto punteggiato da periodi di alta e bassa attività".
Ingrandisci di nuovo e puoi vedere come i vulcani ci collegano tutti a un livello molto personale. Ogni volta che si respira, si inala gas vulcanico, che si mescola rapidamente con l'atmosfera e si diffonde. Sapendo quando e dove si sono verificate le recenti eruzioni vulcaniche, puoi persino individuare il vulcano che ha aromatizzato la tua ultima inalazione. Questo è intimo.
Ulteriori informazioni su questa ricerca e altro presso l'Osservatorio Deep Carbon.
