Quando i sussurri del vulcano annunciano le eruzioni

Un nuovo studio dimostra che il monitoraggio delle basse frequenze che non vengono percepite dall’orecchio umano (infrasuoni), prodotti da un certo tipo di vulcano attivo, potrebbe essere d’aiuto nel migliorare la previsione di eruzioni significative e potenzialmente molto pericolose.

Gli scienziati della Stanford University, in California, e della Boise State University dell’Idaho, hanno analizzato gli infrasuoni rilevati dalle stazioni di monitoraggio situate sulle pendici del vulcano Villarrica, nel Sud del Cile, uno dei vulcani più attivi al mondo.

Visione notturna del vulcano Villarricca (crediti: LaPresse / Reuters)

Il caratteristico suono viene trasmesso da un lago di lava che si trova all’interno del cratere summitale e cambia a seconda dell’attivitò del vulcano.

Lo studio ha dimostrato come le variazioni di questo suono sono coincise con un improvviso aumento di livello del lago di lava, cui sono seguiti rapidi movimenti di abbassamento e innalzamento del magma vicino al bordo del cratere, proprio prima dell’eruzione principale del 2015.

“Gli infrasuoni sono un mezzo chiave di informazione per i vulcanologi ai fini della valutazione della probabilità che si verifichi un’eruzione entro breve tempo”, commenta Leighton Watson, ricercatore che collabora con il professor Eric Dunham, presso il Dipartimento di Geofisica della Stanford School of Earth, Energy & Environmental Sciences.

Lo studio, pubblicato sulla rivista Geophysical Research Letters, è stato condotto da Jeffrey Johnson, docente di Geofisica alla Boise State University.

Villarrica, con i suoi 2847 metri di altitudine, è uno dei vulcani più attivi del Cile. Il suo cratere ospita, come anzidetto, un lago di lava attivo a cielo aperto, ad andamento intermittente.

Il costante degassamento nel lago di lava rende il magma più viscoso, aumentandone il potenziale esplosivo, di cui ne sono testimonianze due ben visibili grandi strati di ignimbriti.

L’ultima eruzione avvenne verso la metà degli anni ’80, allorchè nelle prime ore del mattino del 3 marzo 2015 una fontana di lava scaturì dalla cima della montagna, innalzandosi nel cielo per un miglio e scagliando cenere e detriti nell’atmosfera, mentre si scatenavano fulmini tra le spesse nuvole di gas e le polveri attorno al cratere.

Furono 4000 gli sfollati, anche se fortunatamente l’eruzione fu di breve durata e consentì agli abitanti delle case di rientrare abbastanza presto nelle proprie abitazioni.

C’è un restroscena, però – e non di poca importanza – di cui tener conto.

Solo due mesi prima dell’evento, le stazioni attorno al vulcano erano state dotate di strumenti ad infrasuoni dall’Università di Conceptiòn, in Cile, e questo aveva consentito di registrare l’attività sonora del vulcano prima e dopo l’eruzione.

Studiando le registrazioni, i vulcanologi avevano notato un cambiamento dell’intonazione della struttura prima, durante e dopo l’eruzione, in correlazione alle variazioni di livello del lago di lava.

Watson ha offerto un’analogia musicale, per spiegare questa relazione.

Così come un musicista che, suonando, soffia in un trombone, le esplosioni delle bolle di gas che salgono e scoppiano sulla superficie del lago di lava generano onde sonore. Proprio come la forma del trombone può cambiare il tono delle note, così la geometria del cratere che trattiene il lago di lava modula i suoni emessi.

Quando il lago è in profondità, il suono ha una frequenza inferiore, proprio come ‘quando un trombone è esteso in tutta la sua lunghezza”, dice Watson.

Quando il lago di lava sale nel cratere, annunciando una potenziale eruzione, la frequenza del suono aumenta, proprio come ‘quando la parte mobile del trombone viene ritratta”, dice sempre Watson.

In futuro, per la previsione e il monitoraggio dell’attività di un vulcano, la ricerca cercherà di legare la generazione di infrasuoni ad altre variabili, quali piccoli terremoti, scosse e tremori;

tutta una sismicità che proviene da diverse miglia sottoterra a causa dei magmi che si muovono attraverso il ‘sistema idraulico’ del vulcano e i condotti che collegano la bocca principale alle camere magmatiche interne.

I vulcanologi ritengono che i cambiamenti di livello del lago di lava derivino dall’intrusione di nuovo magma che produrrebbe infrasuoni.

La registrazione degli infrasuoni è utile soprattutto per vulcani a ‘cielo aperto’, come il Villarrica, dove un lago di lava è esposto all’atmosfera e i condotti collegano direttamente l’atmosfera con le viscere del vulcano.

Meno utili sarebbero questi dati per previsioni riguardanti vulcani con lo sfiato chiuso, dove il magma rimane intrappolato fino all’eruzione, che si manifesta di tipo esplosivo e che non genera lo stesso tipo di infrasuoni.

Il Monte St.Helens, nel sud-ovest dello stato di Washington, ne è un tipico esempio.

“Probabilmente non ci sarà mai un mezzo utilizzabile e univoco per tutti i vulcani, vista la complessa variabilità di queste strutture”, dichiara Dunham. “Possiamo tuttavia tenere sotto controllo, studiandone le relazioni, sismicità, emissioni di gas, deformazioni del terreno e – come abbiamo dimostrato con questo studio – anche gli infrasuoni che vengono registrati”.

Leonardo Debbia