Fuoco e ghiaccio: alla scoperta delle eruzioni vulcaniche con la cromatografia ionica

Le eruzioni vulcaniche sono piuttosto imprevedibili. Tra i vulcani più attivi ed estetici con colate laviche ci sono l'Etna a Catania (Italia), il Kilauea sulla grande isola delle Hawaii (USA) e il Monte Fagradalsfjall in Islanda. Quando si verificano eventi più piccoli, le persone viaggiano da ogni parte per vedere questa meraviglia naturale. Tuttavia, non tutte le eruzioni sono uguali...

A seconda di una serie di fattori, tra cui l'altezza del pennacchio di eruzione e la composizione delle emissioni, gli eventi vulcanici possono avere un effetto piuttosto significativo sul clima globale. L'indice di esplosività vulcanica (VEI) è una scala logaritmica utilizzata per misurare il valore di esplosività delle eruzioni vulcaniche e classificarle da 0 (effusivo) a 8 (mega-colossale). Il più grande di questi eventi nel secolo scorso è stata l'eruzione del Pinatubo del 1991 nelle Filippine (VEI 6, colossale). La colonna di nubi è arrivata in alto nella stratosfera, espellendo enormi quantità di aerosol e gas, compreso il biossido di zolfo (SO₂) che disperdono e assorbono la luce solare. Ciò ha portato ad un misurato effetto di raffreddamento globale per quasi due anni dopo la fine dell'eruzione. Le immagini di giorni senza nuvole a mezzogiorno durante questo periodo hanno mostrato un cielo piatto e bianco nebbioso, indicativo dell'effetto di dispersione degli aerosol di zolfo ad alta quota.

Altre grandi eruzioni vulcaniche hanno portato a periodi di carestia e illuminazione. Si dice che i cieli fantastici risultanti dal Krakatoa nel 1883 (VEI 6, colossale) abbiano ispirato Edvard Munch a dipingere il suo famoso capolavoro L'urlo. Se hai familiarità con Frankenstein, puoi ringraziare Mary Shelley per averlo scritto durante l'«anno senza estate» invernale del 1816, a seguito dell'eruzione del monte Tambora (VEI 7, super colossale).

La perforazione di carote di ghiaccio per l'analisi ionica non è un'attività semplice. La logistica è sbalorditiva: portare sia l'attrezzatura da campo che il personale adeguatamente addestrato al centro della calotta glaciale richiede una sofisticata rete di trasporto e non può seguire un programma rigoroso perché Madre Natura segue le sue stesse regole.

È necessario un controllo medico completo da cima a fondo, poiché le strutture mediche possono essere nella migliore delle ipotesi rudimentali. Ciò include esami del sangue, monitoraggio del cuore, radiografie dentali complete e altro (a seconda dell'età e del sesso). Possono essere necessari diversi giorni per evacuare una persona ferita o malata in un ospedale adeguato e quindi essere in buona salute con una cartella clinica aggiornata fa parte della preparazione per questo tipo di lavoro a distanza.

Le apparecchiature devono essere spedite al cantiere con settimane o mesi di anticipo, spesso lasciate in balia degli elementi prima di essere rimontate. Si spera che tutto funzioni. In caso contrario, devi essere molto intraprendente perché non ci sono spedizioni regolari e le parti di ricambio sono difficili da trovare.

Negli ultimi due decenni, la risoluzione temporale dei dati dell'analisi delle carote di ghiaccio è aumentata in modo significativo. La conducibilità era la misura preferita per determinare i grandi eventi vulcanici nelle carote di ghiaccio, poiché è difficile vedere (senza aiuto) i depositi di tefra da molte eruzioni, contrariamente a quanto si potrebbe pensare. La conducibilità dell'acido solforico è superiore a quella dell'acqua, ma la conduttività è un parametro somma e non rivela esattamente quali componenti ci sono nel campione.

Conclusione

Spero che questo breve riassunto di una nicchia della ricerca ambientale con la cromatografia ionica abbia suscitato il tuointeresse! Forse l'ispirazione di sapere che tali ruoli esistono spingerà altri giovani scienziati a perseguire un simile percorso professionale. L'educazione alla chimica non deve sempre avvenire al chiuso!