Dalla fine dell’eruzione della lower East Rift Zone del 2018 sul vulcano Kilauea, sono emerse domande riguardanti quanto tempo ci vorrà per la solidificazione dei nuovi flussi di lava. Questa è una domanda difficile a cui rispondere perché le temperature eruttive iniziali — insieme a molti fattori diversi-possono influenzare la velocità di raffreddamento.
Le temperature della lava eruttiva dell’eruzione di LERZ del 2018 hanno raggiunto un massimo di circa 1.140 gradi Celsius (2.080 gradi Fahrenheit). Quando l’intero flusso si raffredda al di sotto di circa 1.000 gradi Celsius (1.800 gradi Fahrenheit), si è solidificato, ma l’interno è ancora molto caldo.
Probabilmente il fattore più influente che determina la velocità di raffreddamento della lava è lo spessore del flusso. Altri fattori includono la perdita di calore dall’alto (all’atmosfera) e dal basso di un flusso (nel terreno). A contribuire alla perdita di calore sulla superficie del flusso sono la temperatura dell’aria, le precipitazioni e il vento.
Il contatto iniziale tra un flusso di lava, l’aria sopra di esso e la superficie del terreno sottostante indurisce rapidamente la sua crosta esterna (superiore e inferiore). Ciò è evidente nella crosta argentea che si forma sui flussi attivi di pahoehoe e nel clinker che circonda i flussi attivi di ‘a’a. Mentre la crosta si raffredda e si addensa, trattiene il calore all’interno del flusso. Questo perché la crosta è un buon isolante, il che significa che conduce male il calore — simile a come un thermos isolato mantiene il liquido all’interno caldo.
Dopo la formazione iniziale della crosta, il flusso continua a perdere calore attraverso la radiazione e la conduzione, facilitata dal vento e dalla pioggia. Mentre l’acqua piovana percola in fessure nella superficie del flusso e incontra l’interno caldo, produce vapore, formando i pennacchi bianchi fluttuanti spesso visti su flussi attivi (o recentemente attivi). Questa cottura a vapore può persistere per decenni, molto tempo dopo che la lava si solidifica, a seconda dello spessore del flusso e della temperatura del suo interno.
Sulla base di uno studio del raffreddamento crostale dei flussi di lava pahoehoe in Kalapana eruttati dalla zona di Rift orientale Kupaianaha vent nel 1990, possiamo stimare il tempo di solidificazione per i flussi di LERZ 2018. Poiché l’equazione guarda solo al raffreddamento della crosta superiore del flusso lavico, si presume che lo spessore della crosta basale sia uguale al 70% della crosta superiore, secondo questo studio.
Le misurazioni di Kalapana sono state effettuate su sottili flussi di pahoehoe, ma la maggior parte della lava di LERZ del 2018 è ‘a’a. Ma poiché il nucleo di ciascun tipo di flusso dovrebbe raffreddarsi a tassi simili, stiamo basando i tassi di raffreddamento 2018 sullo studio 1990. Da notare anche che i flussi studiati nel 1990 erano molto più sottili con tassi di raffreddamento più brevi e potrebbero non tenere conto di cambiamenti a lungo termine nei modelli di vento e pioggia.
Le analisi preliminari degli spessori del flusso di eruzione di LERZ del 2018 suggeriscono che lo spessore medio del flusso è di circa 10-15 m (33-50 ft). Sulla base del calcolo della velocità di raffreddamento, potrebbero essere necessari circa otto mesi a 1 1/2 anni perché i flussi di questi spessori si solidifichino.
Solidificazione di flussi che vanno da 20-30 m (65-100 ft) di spessore potrebbe richiedere circa 2 1/2 a 6 anni. I flussi di LERZ più spessi sulla terra, che sono spessi circa 55 m (180 ft), potrebbero richiedere circa 20 anni per raggiungere uno stato completamente solido.
Poiché lo spessore del flusso, la velocità del vento, gli importi delle precipitazioni, le temperature dell’aria e del suolo e altri fattori influenzano tutti i tassi di raffreddamento della lava, c’è una serie di incertezze su quanto tempo l’interno di un flusso rimane liquido. Ad esempio, dopo l’eruzione del Kilauea Iki del 1959, il lago di lava profondo circa 135 m (440 ft) impiegò circa 35 anni per solidificarsi completamente, e l’interno del lago potrebbe essere ancora abbastanza caldo oggi che la roccia è incandescente. Questo è il motivo per cui, nei giorni di pioggia, è possibile vedere il vapore che sale dal pavimento del cratere Kilauea Iki, così come il pavimento della caldera Kilauea.
Con la crosta di flusso che è un isolante così efficiente, possono essere necessari anni o decenni perché la lava all’interno di flussi spessi si solidifichi. Ci vuole molto più tempo perché il flusso si raffreddi a temperature ambiente.
Volcano Watch della prossima settimana affronterà in modo più dettagliato gli spessori delle colate laviche dall’eruzione di LERZ 2018.
Aggiornamenti dell’attività del vulcano
Kilauea non è in eruzione. I tassi di sismicità, deformazione e rilascio di gas non sono cambiati significativamente durante la scorsa settimana.
Due terremoti con tre o più segnalazioni si sono verificati alle Hawaii durante la scorsa settimana: un terremoto di magnitudo 3 a 7 km (4 miglia) a sud di Leilani Estates a 8 km (5 miglia) di profondità a 2:31 a.m. febbraio. 22 e un terremoto di magnitudo 3.2 a 17 km (11 miglia) a sud-est del vulcano a 7 km (4 miglia) di profondità alle 11: 32 del mattino. Febbraio. 21.
I segnali di deformazione sono coerenti con il riempimento del serbatoio magmatico Deep East Rift Zone del vulcano Kilauea. I tassi di emissione di anidride solforosa sull’ERZ e sulla vetta del Kilauea rimangono bassi.
Le condizioni pericolose esistono ancora al basso ERZ e alla cima del Kilauea. I residenti e i visitatori nel distretto di Lower Puna e nelle aree di vertice di Kilauea dovrebbero rimanere informati e prestare attenzione alle chiusure, agli avvisi e ai messaggi della Protezione civile della contea di Hawaii (http://www.hawaiicounty.gov/active-alerts). HVO continua a monitorare attentamente Kilauea per qualsiasi segno di aumento dell’attività.
Il livello di allerta vulcano USGS per Mauna Loa rimane alla normalità.
Visita il sito web di HVO (https://volcanoes.usgs.gov/hvo) per gli articoli di Volcano Watch, gli aggiornamenti di Kilauea e Mauna Loa, le foto del vulcano, le mappe, le recenti informazioni sul terremoto e altro ancora. Chiamata 808-967-8862 per gli aggiornamenti settimanali Kilauea. Invia domande a [email protected].
Orologio vulcano (https://volcanoes.usgs.gov/hvo / hvo_volcano_watch.html) è un articolo settimanale e l’attività di aggiornamento scritto da U. S. Geological Survey Hawaiian Volcano Observatory scienziati e affiliati.