Le mofete sono punti di emissione di CO₂ gassosa che degassa da una camera magmatica.
Il gas raggiunge la superficie dalla camera magmatica attraverso canali molto fini nella roccia. Il gas emesso dalle mofete è inoltre generalmente freddo.
Fumarole, solfatare e mofete
Fumarole, solfatare e mofete si distinguono in base al tipo di gas che emettono. Spesso, tuttavia, si presentano anche come forme miste Con il termine fumarola si indica un punto di emissione di vapore acqueo caldo, proveniente soprattutto da sistemi idrotermali. Il vapore può provenire anche direttamente dalla camera magmatica, ma questa componente è in genere nettamente subordinata. Una ragione è che la solubilità dell’acqua in un fuso diminuisce molto più lentamente rispetto alla solubilità della CO₂ e dei composti dello zolfoCiò significa che, in caso di cambiamenti nella camera magmatica, aumenta dapprima il degassamento di CO₂, poi quello dei composti dello zolfo e soltanto dopo quello della fase acquosa.
I punti di emissione di composti dello zolfo (SO₂, H₂S) vengono chiamati solfatare Le solfatare sono facilmente riconoscibili sul terreno perché si formano depositi di zolfo da giallastri a bianchi. Inoltre SO₂ ha un odore pungente e sgradevole, mentre H₂S odora tipicamente di uova marceIn questo testo, tuttavia, ci concentriamo soprattutto sull’esalazione di CO₂.
Un punto di emissione di CO₂ viene chiamato mofetaIn una mofeta pura, cioè non mescolata con una fumarola o una solfatara, il gas è generalmente freddo: da un lato non è miscelato con vapore acqueo caldo, dall’altro prima dell’emissione si trova sotto forte pressione. Con la rapida diminuzione della pressione il gas perde improvvisamente temperatura. Questo fenomeno è facilmente osservabile anche nella vita quotidiana, per esempio nelle bombolette spray o negli accendini. Il principio fisico è quello dell’espansione adiabatica del gas.
Come degassa la CO₂ da una camera magmatica?
Il degassamento della CO₂ di una mofeta dalla camera magmatica può essere riprodotto in modo semplificato con un piccolo esperimento. Bevendo una grande quantità di acqua minerale, preferibilmente fredda, questa raggiunge lo stomaco, dove viene riscaldata e, per effetto dell’acidità gastrica, cambia pH diventando più acida. Entrambi i fattori riducono la capacità dell’acqua di trattenere gas in soluzione. Una parte dell’acido carbonico disciolto passa quindi alla fase gassosa, formando CO₂ nello stomaco. Questo gas libero occupa più spazio rispetto a quando era disciolto e cerca quindi una via d’uscita. Se la persona deve eruttare, l’esperimento ha funzionato ed è stata per un breve momento una «mofeta umana». Affinché la CO₂ possa degassare da una camera magmatica, anche lì deve cambiare qualcosa: forse aumenta la temperatura, forse il magma diventa più acido, cioè più silicico, oppure la sua composizione cambia attraverso processi di mescolamento o differenziazione.
Attività delle mofete e vulcanismo
Nella letteratura più antica le mofete erano considerate in generale una caratteristica dei sistemi vulcanici invecchiati e in via di estinzione. Nella letteratura più recente, invece, vengono sempre più spesso interpretate come segnale di un vulcano in riattivazione Poiché la CO₂ è poco solubile nei magmi, è uno dei primi gas a separarsi. Un aumento del degassamento di CO₂ può quindi rappresentare un primo indizio di cambiamenti nella camera magmatica In molti vulcani, come l’Etna, le camere magmatiche superficiali si arricchiscono di CO₂ prima di un’eruzione, provocando un aumento delle emissioni. In questi sistemi tale aumento può quindi essere utilizzato come segnale precoceMisure regolari presso le mofete di un sistema vulcanico risultano quindi utili. Da sole, naturalmente, per la maggior parte dei vulcani non sono sufficienti per un’allerta precoce, ma in combinazione con altri fattori possono fornire indicazioni preziose.
Le mofete sono pericolose di per sé?
La CO₂ è classificata come sostanza pericolosa sul lavoro con un potenziale d’azione relativamente debole. Rispetto ad altri gas, la sua tossicità è quindi piuttosto bassa e diventa rilevante quando la concentrazione nell’aria raggiunge valori percentuali. La CO₂ è però un gas che sostituisce l’aria ed è leggermente più pesante dell’atmosfera normale. Ciò significa che in luoghi topograficamente depressi (valle, conca, cantina, grotta) e in determinate condizioni meteorologiche (assenza di vento), la CO₂ può accumularsi localmente in forti concentrazioni. Valori superiori al 10% possono diventare rapidamente letali per gli organismi che respirano ossigeno. Da un lato l’ossigeno viene sostituito nei polmoni, dall’altro il sangue si acidifica. Il processo può avvenire senza essere percepito e portare alla perdita di coscienza e successivamente alla morte per asfissia In determinate condizioni topografiche e meteorologiche le mofete possono quindi rappresentare un pericolo per la vita, se la CO₂ si accumula nell’aria di diversi punti percentuali invece di disperdersi rapidamente nell’atmosfera. Durante lo studio delle mofete bisogna pertanto evitare di entrare senza precauzioni in depressioni, grotte o zone prive di ventilazione.
Mofete e clima. La CO₂ è un gas climaticamente attivo e contribuisce in misura importante al naturale effetto serra della Terra. Nel corso della storia geologica, le emissioni geogene di CO₂ hanno influenzato fortemente il clima. Attualmente, tuttavia, il rilascio geogeno non si trova né su livelli eccezionalmente alti né eccezionalmente bassi. È quindi molto improbabile che le mofete abbiano contribuito all’intensificazione dell’effetto serra degli ultimi decenni. Le mofete non hanno dunque un’influenza aggiuntiva significativa sull’attuale riscaldamento globale cambiamento climatico.
In aree localmente limitate possono però creare un particolare microclimacon concentrazioni di CO₂ fortemente elevate. Queste aree possono quindi essere utilizzate per studiare le conseguenze di maggiori concentrazioni atmosferiche di CO₂ e risultano interessanti anche per i climatologi interessant macht.
Mofete a Ischia
A Ischia sono particolarmente rilevanti due mofete: una sulla terraferma e una sott’acqua. La mofeta terrestre si trova all’interno del cratere del Rotaro (40.739688° N, 13.924761° E) a circa 225 m s.l.m. Sul lato destro del sentiero che circonda il cratere si trovano piccoli fori nel pendio. Con temperature esterne superiori a 20 °C si percepisce chiaramente una corrente d’aria fresca che fuoriesce da queste aperture.
La mofeta sottomarina si trova nella baia di Cartaromana e sulla spiaggia dei MarontiQui, in una piccola zona del mare, risalgono bolle di gas e la temperatura dell’acqua è più elevata. Le misure hanno mostrato che le bolle di gas sono costituite da CO₂. La temperatura più alta si spiega con l’associazione della mofeta a una fumarola o a una sorgente termale. Proprio per l’acqua più calda questa zona è molto frequentata per il bagno. In condizioni di assenza di vento è comunque opportuno ricordare che concentrazioni molto elevate di CO₂ non vanno sottovalutate, anche se, per l’assenza di una depressione topografica, un forte accumulo del gas appare poco probabile.
Bibliografia
PFANZ, H. (2008): «Mofetten, Kalter Atem schlafender Vulkane»; Deutsche Vulkanologische Gesellschaft e. V., Mendig.
SCHMINCKE, H.-U. (2013): «Vulkanismus», 4ª edizione; Wissenschaftliche Buchgesellschaft, Darmstadt.
Vedi anche
