Il respiro nascosto dei vulcani. Come gli infrasuoni prodotti dai gas ci aiutano a comprendere i cambiamenti dei sistemi vulcanici
di Dario Delle Donne
Tratto da INGVVULCANI
Quando pensiamo a un vulcano attivo, immaginiamo esplosioni spettacolari, fontane di lava e colonne di cenere. Eppure, per la maggior parte del tempo, un vulcano emette silenziosamente gas dal cratere, senza produrre né lava né lapilli, né altri prodotti piroclastici. Questo processo silenzioso, noto come degassamento magmatico, è una delle manifestazioni più importanti dell’attività dei vulcani attivi, e rappresenta la parte più consistente delle loro emissioni in atmosfera (Figura 1).
Questo degassamento persistente e “non eruttivo” fornisce informazioni preziose e uniche su ciò che avviene in profondità, rivelando con largo anticipo eventuali risalite di magma verso la superficie, che potrebbero innescare eruzioni vulcaniche. I gas, infatti, si muovono più rapidamente del magma e possono produrre segnali precoci di cambiamenti nel sistema vulcanico.
“Ascoltare” ciò che l’orecchio umano non sente
Alcuni ricercatori dell’INGV – Osservatorio Vesuviano e delle Università di Firenze e Palermo hanno provato ad “ascoltare” e osservare il degassamento magmatico del vulcano Stromboli, uno dei vulcani italiani più attivi e tra i più sorvegliati al mondo. Hanno impiegato una videocamera sensibile alla radiazione ultravioletta (videocamera UV), comunemente utilizzata in vulcanologia per misurare il flusso di gas, e sensori che registrano gli “infrasuoni”, particolari onde acustiche emesse dal vulcano, non percepibili dall’orecchio umano (Figura 2).
Nei vulcani attivi, gli infrasuoni sono prodotti principalmente dall’espansione violenta di bolle di gas che risalgono lungo il condotto magmatico e si liberano in superficie. A Stromboli, questo processo si manifesta continuamente sotto forma di piccoli sbuffi di gas che si ripetono circa una volta al secondo, comunemente noti con il termine inglese ‘puffing’ (Figura 2c). Il Video 1 mostra il puffing dello Stromboli ripreso da una videocamera termica. Riproducendo il comportamento del gas mentre si espande nel condotto vulcanico, i ricercatori hanno trasformato gli infrasuoni legati al puffing in stime quantitative del gas emesso. Complessivamente, Stromboli rilascia attraverso questo meccanismo tra 10 e 100 metri cubi di gas al secondo.
Una scoperta che sfida le idee precedenti
Per molto tempo il puffing è stato considerato un fenomeno secondario nella dinamica del degassamento magmatico, ma l’analisi di milioni di segnali infrasonici, registrati in modo continuo tra il 2017 e il 2019, racconta una storia diversa: il puffing contribuisce a circa il 70% del gas totale emesso dal vulcano. Ne deriva che il degassamento persistente tipico dello Stromboli, così come di tutti i vulcani attivi a condotto aperto, è in realtà il risultato di micro-esplosioni continue e ritmiche generate dai gas che si liberano dal magma in condizioni di sovrapressione.
Questi risultati, oltre ad ampliare la comprensione del funzionamento interno dei vulcani, evidenziano che lo studio degli infrasuoni è uno strumento estremamente efficace per il monitoraggio vulcanico, soprattutto in condizioni critiche, di notte o in presenza di copertura nuvolosa, quando le osservazioni tradizionali risultano limitate.
Lo studio dell’infrasuono prodotto dai vulcani si propone quindi come una metodologia complementare alle tecniche standard di misura del degassamento magmatico, contribuendo al potenziamento dei sistemi di monitoraggio e di sorveglianza vulcanica.
