Caratteristiche geochimiche, radiologiche e di produzione di calore dei granitoidi di El Gara (Deserto sudoccidentale)

Rocce che riscaldano la Terra e emanano un lieve bagliore

Nelle profondità del Deserto sudoccidentale dell’Egitto, antichi corpi granitici rilasciano silenziosamente calore e una debole radiazione. Questo studio esplora tali rocce — i granitoidi di El Gara El Hamra e El Gara El Soda — per rispondere a due domande molto pratiche: quanto riscaldano la crosta e cosa comportano per le persone che potrebbero vivere in edifici realizzati con questi materiali?

Antiche intrusioni in un paesaggio desertico

I granitoidi di El Gara sono resti di magma solidificato circa 580–600 milioni di anni fa, durante un periodo in cui la crosta terrestre di questa regione si era allungata e rilassata dopo un importante evento orogenetico. Oggi si presentano come basse colline circondate da arenarie più giovani. I geologi hanno mappato queste intrusioni, documentato i minerali visibili al microscopio e dimostrato che sono ricche di feldspati chiari e quarzo con grani accessori come zircone, monazite e allanite — minuscole «cassette» minerali che immagazzinano uranio (U), torio (Th) e potassio (K). Questi elementi emettono naturalmente radiazioni e producono calore man mano che decadono lentamente su scala geologica.

Come sono state campionate e analizzate le rocce

Per cogliere il comportamento complessivo di questi graniti, il gruppo ha raccolto 15 campioni da diverse parti di entrambe le intrusioni, mirati a tipi litologici e gradi di alterazione differenti. In laboratorio i campioni sono stati frantumati e macinati in polvere in condizioni controllate per evitare contaminazioni. Analisi chimiche tramite fluorescenza a raggi X e spettrometria di massa hanno rivelato gli elementi maggiori e in tracce, incluse le terre rare che sono traccianti particolarmente sensibili dei processi di formazione ed evoluzione dei magmi. Un rivelatore al germanio ad alta purezza ha poi misurato i deboli raggi gamma emessi dalle rocce per determinare il contenuto di U, Th e K. Da questi dati i ricercatori hanno calcolato indici radiologici chiave — come tassi di dose e fattori di rischio — nonché il tasso di produzione di calore radiogenico all’interno delle rocce.

Rocce calde con una storia complessa

I risultati mostrano che le rocce di El Gara appartengono a una classe chiamata granitoidi di tipo A, che tipicamente si formano in regioni dove la crosta è sottoposta a estensione più che a compressione. All’interno di questa ampia famiglia, El Gara ospita due varianti contrastanti: rocce peraluminose che probabilmente derivano dalla fusione di crosta continentale più antica, e rocce peralcaline che riportano un’impronta più marcata di magmi profondi di origine mantellare. Entrambe sono arricchite in elementi produttori di calore, ma in modi diversi. Torio e potassio risultano particolarmente elevati nella serie peralcalina, mentre alcuni campioni peraluminosi contengono uranio e torio molto arricchiti nei loro minerali accessori. Questa diversità chimica indica fonti magmatiche multiple e processi intensi di selezione cristallina, tutti fattori che hanno concentrato gli elementi responsabili del calore e della radiazione.

Radiazione, calore e implicazioni per le persone

Poiché U, Th e K decadono, generano sia calore sia radioattività naturale a basso livello. Per i granitoidi di El Gara la produzione di calore calcolata arriva fino a circa 10 microwatt per metro cubo — abbastanza elevata da influenzare i gradienti di temperatura locali nella crosta e rendere queste rocce obiettivi interessanti per esplorazioni geotermiche superficiali. Sul fronte della radiazione, diversi campioni superano i valori medi mondiali adottati dalle agenzie internazionali, e alcuni eccedono i limiti raccomandati per materiali da costruzione sotto assunzioni conservative. Le stime di dose suggeriscono che, in scenari interni prolungati peggiori, il midollo osseo, i polmoni e il tratto digerente riceverebbero la quota maggiore di esposizione. Tuttavia, gli autori sottolineano che il rischio reale dipende fortemente da quanto materiale viene usato, da come viene lavorato e ventilato e dal tempo effettivo trascorso dalle persone negli ambienti chiusi, non solo dalla radioattività intrinseca della pietra.

Prospettive: opportunità energetiche e uso sicuro

In termini semplici, questi graniti desertici sono sia caldi sia lievemente «caldi» dal punto di vista radiologico. I loro contenuti elevati di U, Th e K li segnalano come potenziali contributori alle risorse geotermiche della regione, con possibili applicazioni in sistemi energetici a bassa temperatura. Allo stesso tempo, il loro impiego come pietra da costruzione senza restrizioni dovrebbe essere valutato con attenzione: sebbene le rocce non siano acutamente pericolose, alcune varietà potrebbero far superare le linee guida di esposizione a lungo termine se impiegate estesamente in ambienti interni. Lo studio conclude osservando che lavori futuri — che spaziano da una mappatura più dettagliata delle zone produttrici di calore fino all’esplorazione di microbi tolleranti alle radiazioni per la gestione ambientale — potrebbero aiutare a sfruttare i benefici termici di queste rocce mantenendo l’esposizione umana entro limiti di sicurezza.

Citazione: Salaheldin, G., Seddeek, M.K., Ameen, F. et al. Geochemical, radiological, and heat-production characteristics of the ElGara granitoids (Southwestern Desert). Sci Rep 16, 5646 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-35954-z

Parole chiave: radioattività naturale, produzione di calore del granito, potenziale geotermico, sicurezza delle pietre da costruzione, Scudo Arabo‑Nubiano