Vulcani: ricercatori Ingv a Hawaii per studio segnali premonitori

Roma - Monitorare un vulcano per riconoscere possibili precursori degli eventi eruttivi e prendere decisioni operative per minimizzarne gli effetti negativi. Sono i risultati dello studio, frutto della collaborazione scientifica INGV-USGS, pubblicato su Research Spotlight di EOS, relativi al vulcano Kilauea, sull'isola di Hawaii, la piu' grande dell'omonimo arcipelago. Il monitoraggio dei vulcani in "real time" consente di ottenere informazioni sullo stato di attivita' che possono poi essere utilizzate dalle autorita' preposte per prendere decisioni operative, al fine di minimizzare gli effetti negativi in caso di eventi parossistici. Da alcuni anni e' in corso una collaborazione tra l'Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia e l'U.S. Geological Survey (USGS), focalizzata sullo studio di segnali geofisici acquisiti al Kilauea. Uno degli obiettivi di questa collaborazione consiste nel riconoscimento di precursori in grado di fornire indicazioni su possibili cambi nello stato di attivita' prima delle fasi eruttive. I risultati della ricerca sono stati pubblicati su Journal of Geophysical Research e messi in evidenza nel Research Spotlight di EOS.
"La collaborazione scientifica tra INGV e USGS - spiega Daniele Carbone, ricercatore dell'istituto italiano - e' nata nel 2010, quando l'Hawaiian Volcano Observatory (HVO) dell'USGS ha deciso di installare dei gravimetri (strumenti per misurare piccole variazioni nell'accelerazione di gravita') in acquisizione continua al Kilauea. Per poi proseguire con l'analisi e l'interpretazione dei dati acquisiti". L'origine del Kilauea e' legata alla presenza sotto la crosta terrestre di un 'hot spot', ossia un punto caldo di risalita di roccia fusa. Il cratere sommitale del Kilauea (Halema'uma'u) ospita un lago di lava che fluttua tra i 70 e i 150 metri sotto l'orlo del cratere stesso. "Il Kilauea ha caratteristiche che lo rendono ideale per l'applicazione del metodo gravimetrico, dato che e' possibile installare strumenti in prossimita' delle strutture attive, consentendo cosi' di aumentare il rapporto segnale/rumore. Inoltre, il livello del lago di lava e' monitorato in continuo tramite una telecamera termica e quindi e' possibile avere sempre informazioni indirette sullo stato di attivita'", aggiunge il ricercatore dell'Ingv. Le variazioni di gravita' che si osservano con i gravimetri sono il riflesso di variazioni di massa intorno al punto di osservazione. Nel caso del Kilauea, l'abbassamento del livello del lago di lava causa una diminuzione di gravita'. Infatti, si ha una diminuzione di massa perche' viene a mancare un certo volume di lava in una posizione prossima al punto di osservazione. "Conoscendo la forma del cratere e la variazione di livello, abbiamo calcolato questo volume e, attraverso la misura gravimetrica, abbiamo stimato la densita' del materiale che occupava questo volume. Con il risultato di una densita' pari a 1-1,5 g/cm^3. Ma, dal momento che la densita' del magma e' di norma molto piu' alta (circa 3 g/cm^3), si e' dedotto che il valore osservato sia dovuto alla presenza di una grande quantita' di bolle di gas (si tratta infatti di una schiuma), che fanno abbassare la densita' media del materiale dentro il cratere".
In molti vulcani attivi il monitoraggio e' basato essenzialmente su dati relativi a deformazione del suolo, attivita' sismica ed emissioni gassose. Le osservazioni gravimetriche rappresentano quindi una valida alternativa, perche' le variazioni nel tempo dell'accelerazione di gravita' riflettono cambi nella distribuzione delle masse nel sottosuolo e possono indicare condizioni di disequilibrio che precedono eventi parossistici. "Utilizzando quattro anni (2011-2015) di dati acquisiti a una distanza di soli 150 metri dall'orlo del cratere sommitale del Kilauea, che ospita un lago di lava, sono state evidenziate variazioni gravimetriche fortemente correlate con il livello del lago stesso. Questi dati hanno permesso di stimare che la densita' del magma nella parte piu' superficiale del 'plumbing system' al di sotto del cratere e' molto bassa, di poco superiore rispetto alla densita' dell'acqua. Una parte consistente del volume in questione e' quindi occupata da fase gassosa", continua ancora Carbone. Alcuni transienti (breve impulso all'inizio o al termine di alcuni fenomeni, per esempio alla chiusura di un circuito elettrico, ndr), osservati nella sequenza temporale, indicano fasi di disequilibrio dovute probabilmente a intrusioni magmatiche a bassa profondita'. Tali eventi non possono essere evidenziati tramite altre tecniche ed enfatizzano l'importanza del metodo gravimetrico per riconoscere possibili precursori di eventi eruttivi. (AGI)