Valutazione del rischio radiologico e firme geochimiche dei filoni di bostonite calc-altarici

Rocce che brillano silenziosamente

Nella Deserta Orientale d’Egitto, alcune rocce dall’aspetto altrimenti ordinario emettono livelli insolitamente elevati di radiazione naturale. Queste rocce, chiamate filoni di bostonite, sono sempre più estratte e impiegate come pietra da rivestimento e da costruzione. Questo studio pone una domanda semplice ma importante: se tagliamo queste rocce dal deserto e le portiamo nelle nostre case e nei luoghi di lavoro, la loro radioattività naturale potrebbe rappresentare un rischio per la salute durante un’esposizione prolungata nell’arco della vita?

Da dove provengono queste pietre particolari

I filoni di bostonite studiati si trovano nella regione El Sela–Qash Amir, parte dell’antico Scudo Arabico–Nubiano lungo il Mar Rosso. Qui, lastre di roccia un tempo fusa si sono infiltrate attraverso graniti e rocce vulcaniche più antiche, solidificando poi in pareti dure e a grana fine che oggi si distinguono nel paesaggio. Questi filoni sono ricchi di minerali che tendono a concentrare elementi pesanti come uranio, torio e potassio. Poiché questi elementi sono naturalmente radioattivi, le rocce emettono continuamente una piccola quantità di radiazione invisibile nell’ambiente circostante.

Misurare il bagliore all’interno della pietra

Per determinare quanto siano radioattive le bostoniti, i ricercatori hanno raccolto 50 campioni di roccia e li hanno portati in un laboratorio specializzato. Lì hanno frantumato parte di ogni campione e ne hanno analizzato la composizione chimica con fluorescenza a raggi X, che rivela la quantità di ciascun elemento presente. Un’altra porzione è stata sigillata per diverse settimane e quindi posta in un rivelatore gamma, uno strumento schermato che percepisce i deboli lampi di luce prodotti quando la radiazione colpisce un cristallo. Dai rilevamenti il team ha calcolato l’attività di tre radionuclidi chiave: uranio-238, torio-232 e potassio-40, che insieme rappresentano la maggior parte della radioattività naturale nelle rocce comuni.

Perché queste rocce sono così diverse

I risultati chimici mostrano che i filoni di bostonite appartengono a un tipo di roccia ricca di silice e alcali, simile alla trachite, con valori particolarmente elevati di sodio, potassio e ferro. Anche gli elementi in traccia che normalmente seguono i metalli rari, come niobio, zirconio e ittrio, risultano fortemente arricchiti. Questa è un’impronta geochimica di magmi che hanno concentrato elementi pesanti e rari durante il raffreddamento. Coerentemente con questa firma, la radioattività misurata è molto superiore ai valori medi della crosta mondiale: l’uranio-238 ha una media di 150 becquerel per chilogrammo, il torio-232 circa 103 e il potassio-40 circa 1379. Per confronto, i valori di riferimento globali sono approssimativamente 35, 45 e 412, rispettivamente. Test statistici mostrano che uranio e potassio variano maggiormente da un campione all’altro e sono i principali fattori che guidano le differenze nelle misure di rischio radiologico, mentre il torio è distribuito in modo più uniforme.

Dal fondo naturale all’esposizione umana

Un elevato contenuto di radioelementi non si traduce automaticamente in un’esposizione pericolosa; ciò che conta è la dose risultante per le persone. Il team ha quindi combinato le misure in indicatori standard di rischio utilizzati dalle agenzie di protezione dalle radiazioni. Hanno calcolato un’attività «equivalente al radio» che aggrega uranio, torio e potassio in una singola scala di pericolo, insieme ad indici che stimano la dose gamma esterna, la dose efficace annua interna ed esterna e il rischio aggiuntivo di cancro nel corso della vita dovuto a esposizione prolungata. Molti campioni di bostonite hanno superato il limite comunemente raccomandato per i materiali da costruzione, con tassi medi di dose assorbita nell’aria all’incirca tre volte il fondo globale esterno. Le dosi calcolate per ambienti interni in alcuni casi si sono avvicinate o superate la soglia di 1 millisievert all’anno raccomandata per il pubblico, e i valori di rischio di cancro in eccesso nel corso della vita rientrano in un intervallo di preoccupazione da basso a moderato rispetto ai parametri di riferimento standard.

Cosa significa per l’uso quotidiano

In termini pratici, lo studio mostra che i filoni di bostonite di El Sela–Qash Amir sono chimicamente attraenti ma radiologicamente problematici. La loro composizione mineralogica concentra grani contenenti uranio e torio che elevano i livelli di radiazione oltre quanto normalmente considerato sicuro per un uso non regolamentato in abitazioni e altri spazi chiusi. Gli autori concludono che queste rocce dovrebbero essere monitorate e regolamentate se impiegate come pietra da costruzione o ornamentale. Raccomandano controlli regolari della radioattività nelle cave, misure di controllo della polvere e valutazioni dell’esposizione per i lavoratori, oltre alla mappatura di «punti caldi» locali. Con tali precauzioni e un uso selettivo, la società può beneficiare del valore economico di queste pietre mantenendo il bagliore nascosto della radioattività naturale entro limiti accettabili.

Citazione: Gawad, A.E.A., El Rahman, R.M.A. & Hanfi, M.Y. Radiological risk assessment and geochemical signatures of calc-alkaline bostonite dikes. Sci Rep 16, 12748 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-45855-w

Parole chiave: radioattività naturale, sicurezza della pietra da costruzione, rocce contenenti uranio, spettrometria gamma, rischio sanitario da radiazioni