Tremore armonico: il grido del vulcano Redoubt

Non è insolito che piccoli sciami sismici precedano un’eruzione vulcanica. Questi terremoti possono avvenire in tale rapida successione da creare un segnale definito tremore armonico, che ricorda il suono prodotto da diversi strumenti musicali, anche con frequenze molto più basse di quelle percepibili dall’orecchio umano.

Il vulcano Redoubt in una eruzione del 1990. Fonte Wikipedia

Una nuova analisi di una sequenza eruttiva del vulcano Redoubt, avvenuta in Alaska nel 2009, mostra che il tremore armonico giunse a frequenze notevolmente elevate, per cessare improvvisamente poco prima di una serie di sei eruzioni, cinque delle quali verificatesi in rapida successione.

“La frequenza di questo tremore è insolitamente alta per un vulcano e non è facilmente spiegabile con le molte teorie proposte”, afferma Alicia Hotovec-Ellis, ricercatrice della University of Washington (UW). “Registrare l’attività offre indizi sulla pressione all’interno di un vulcano subito prima di un’esplosione, serve a perfezionare i modelli e consente di comprendere meglio ciò che accade durante i cicli eruttivi nei vulcani come il Redoubt”.

L’origine del tremore armonico non è ben conosciuta. Alcuni ipotizzano derivi da una serie di microsismi prodotti dal magma caldo mentre si fa strada nelle sottili fessure degli strati geologici.
Hotovec-Ellis ritiene che terremoti e tremori siano conseguenti al passaggio forzato del magma attraverso un condotto stretto, spinto dalle enormi pressioni interne.

Il magma viscoso si attacca alle pareti rocciose del condotto, finchè la pressione è sufficiente per spingerlo verso l’alto, dove si riblocca fin quando la crescente pressione lo fa muovere nuovamente.
Ognuno di questi bruschi movimenti genera un piccolo terremoto, di magnitudo 0.5 – 1.5. Nel momento in cui la pressione aumenta, i terremoti diventano più deboli, ma si verificano in così rapida successione che si fondono in un unico continuo tremore armonico.

“Dato che ciascun microterremoto avviene in tempi sempre più brevi, manca il tempo perchè la pressione aumenti fino a poterne generare un unico più forte”, afferma Hotovec-Ellis. “La frequenza sale moltissimo, fa una pausa e quindi si ha l’esplosione”.
Lo studio è stato pubblicato sul Journal of Volcanology and Geothermal Research da Hotovec-Ellis assieme ai co-autori John Vidale, della UW, e Stephanie Prejean e Joan Gomberg del US Geological Survey.

Il 14 luglio scorso Hotovec-Ellis ha pubblicato su Nature Geoscience un altro articolo che introduce un nuovo modello di “attrito di faglie” come strumento per valutare il meccanismo del ‘tremore’ osservato a Redoubt nel 2009. Obbiettivo di questo studio è la pausa che segue la crescita armonica e precede l’esplosione vulcanica.
“Riteniamo che la pausa avvenga quando i terremoti non possano più sostenere il tremore e le due parti di una faglia sfreghino una contro l’altra”, asserisce Hotovec-Ellis, che ha documentato la crescita di frequenza del tremore, partendo da 1 hertz al secondo per salire fino a 30 hertz. L’orecchio umano percepisce le frequenze solo da 20 hertz in su, ma una persona sdraiata a terra, direttamente sopra il condotto vulcanico, potrebbe avvertire il tremore armonico anche prima (cosa altamente sconsigliabile, dato che al tremore fa seguito quasi subito l’esplosione).

Gli scienziati dell’Alaska Volcano Observatory hanno soprannominato il tremore di Redoubt “L’urlo”, perché la massima frequenza viene raggiunta in tempi brevissimi, partendo da 1-5 hertz e accelerando di 60 volte nel giro di 10 secondi.
In un minuto di registrazione si racchiude circa un’ora di attività, che comprende più di 1600 micro-terremoti che hanno preceduto, con il tremore armonico, la prima esplosione.