Etna: la rotazione terrestre potrebbe influenzarne l'attività vulcanica

Allineamento dell'asse terrestre con quello polare, sistemi di rilevazione ad infrasuoni: scopriamo il mondo della vulcanologia.

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C'è qualcosa di affascinante e misterioso attorno alla figura di un qualsiasi vulcano. La forza dirompente con cui manifesta la sua presenza, alternata ai periodi di quiescenza dove assume un aspetto "innocente", rendono un vulcano un oggetto estremamente interessante da studiare.
Se poi si aggiungono sistemi di rilevazione ad infrasuoni, allineamenti dell'asse terrestre con quello polare e soprattutto se si scoprono legami insospettabili di causa - effetto nell'attività vulcanica di questi "giganti della natura", allora le cose si fanno ancora più interessanti. A tal proposito, una nuova ricerca si è preoccupata di indagare gli effetti della rotazione terrestre sull'attività di un vulcano a noi molto noto: l'Etna.

Un dato di fatto

La ricerca parte da un dato di fatto: l'attività sismica e le esplosioni di magma nell'areaa circostante l'Etna sembrano aumentare in maniera significativa quando l'asse di rotazione della Terra si ritrova ad essere più inclinato rispetto all'asse geografico terrestre. Di cosa parliamo? L'asse di rotazione della Terra non è sempre perfettamente coincidente con la retta che passa per le regioni di ghiaccio denominate "polo nord e polo sud".
Insomma i poli geografici spesso ruotano attorno all'asse di rotazione terrestre, e l'effetto è ovviamente apprezzabile solo se visti dallo spazio. Ogni 6.4 anni, gli assi si allineano e l'oscillazione si attenua per un breve periodo, al termine del quale i poli geografici si allontanano dall'asse di rotazione e ricominciano il loro moto a spirale.

Il video che segue vi chiarirà ogni dubbio. L'animazione mostra il movimento di rotazione terrestre e quello dell'asse di rotazione terrestre (in arancione) rispetto ai poli geografici nord e sud (mostrati in blu). Attenzione: non confondete l'effetto appena descritto con l'effetto di precessione dell'asse terrestre, che è un movimento millenario e che non è incluso in questa trattazione.
Con lo scorrere del tempo, i poli geografici sembrano allontanarsi dall'asse di rotazione quando visti dallo spazio e poi di nuovo tornare indietro. Ovviamente le dimensioni e la velocità della spirale sono volutamente esagerate.

Il fenomeno è guidato dai cambiamenti climatici dovuti allo scorrere delle stagioni, alla fusione delle calotte polari e al movimento delle placche tettoniche. Questo "movimento polare" provoca la deformazione della crosta terrestre nell'arco di stagioni o comunque anni. La distorsione si manifesta con maggiore intensità verso i 45 gradi di latitudine, dove la crosta si sposta di circa 1 centimetro all'anno.
Uno studio pubblicato sulla rivista Geophysical Research Letters suggerisce che il movimento polare e i successivi spostamenti nella crosta terrestre possano aumentare l'attività vulcanica. In pratica, sembra ritrovarsi una simpatica analogia: come il clima è capace di influenzare la rotazione terrestre, la rotazione terrestre può influenzare l'attività vulcanica e i fenomeni sismici.

Non proprio ottime notizie

Queste nuove scoperte, tuttavia, non consentono agli scienziati di migliorare le previsioni sull'attività vulcanica. Sebbene lo studio suggerisca che i terremoti potrebbero essere più comuni o che le eruzioni vulcaniche possano espellere più lava quando la distanza tra l'asse geografico e rotazionale della Terra sia al suo massimo, ci si ritrova a far fronte con un problema di scala temporale: l'intervallo di tempo che caratterizza questi fenomeni è troppo grande per poter stendere un modello ed ottenere previsioni significative a breve termine.

Ma rimane il fatto che i risultati indicano un assunto interessante: è la prima volta che viene trovata una qualche relazione tra due fenomeni terrestri apparentemente slegati tra loro. I ricercatori spiegano la fenomenologia come un "continuo accumularsi di piccoli spostamenti" che sommandosi nel lungo tempo possono portare a fenomeni poi chiaramente misurabili (come appunto l'intensità di un'esplosione vulcanica).

Quando la Terra trema

Nello studio in questione Sébastien Lambert, geofisico all'Osservatorio di Parigi in Francia, e il suo collega Gianluca Sottili, un vulcanologo dell'Università Sapienza di Roma in Italia, si sono concentrati sull'Etna perché il vulcano è ben studiato, il che significa che ci sono molti dati a disposizione e poi perchè si trova appena oltre i 45 gradi di latitudine. Non vi erano inoltre crisi vulcaniche fuori dall'ordinario durante il periodo di osservazione, che avrebbero altrimenti potuto mascherare le "tracce" del moto polare.
Lambert e Sottili hanno usato le registrazioni sismiche di 11.263 terremoti avvenuti entro 43 chilometri dalla vetta dell'Etna tra il 1999 e il 2019. Il team ha anche usato le registrazioni della quantità di magma esploso dal vulcano dal 1900. Hanno incluso 62 eruzioni nell'analisi.

I due hanno quindi confrontato la distanza tra i poli geografici e rotazionali nel momento in cui si è verificato ciascun evento per determinare se l'attività vulcanica fosse collegata alla rotazione terrestre.
Lambert e Sottili scoprirono che c'erano più terremoti quando il polo di rotazione della Terra era più lontano dall'asse geografico. Tra il 1999 e il 2019, tali picchi si sono verificati nel 2002 e nel 2009.
La ricerca potrebbe poi un giorno proseguire verso i vulcani del pacifico e dell'atlantico. Esaminare i vulcani della Cintura di Fuoco per vedere se la rotazione della Terra influisce sulla loro attività sarebbe sicuramente interessante, considerando che coprono diverse latitudini. E magari, perché no, estendere queste leggi anche ad altri pianeti con una presunta attività vulcanica sotto la superficie.

Sviluppare sistemi di allarmi più efficienti?

Nel corso degli anni gli scienziati hanno sviluppato un sistema automatizzato di allarme per le eruzioni vulcaniche, con attivazione quasi istantanea. Il nuovo sistema potrebbe aiutare i funzionari di stato ad avvertire la popolazione e gli enti predisposti in tempo per correre ai ripari. Esiste una ricerca, pubblicata nel "Journal of Geophysical Research: Solid Earth", una rivista dell'American Geophysical Union, che espone in dettaglio questo nuovo sistema d'allarme. Gli autori dello studio hanno testato questo sistema per un periodo di otto anni sull'Etna, il nostro vulcano che è molto considerato anche all'estero.

L'efficacia di questo allarme fu provata sul campo nel 2015 quando il governo italiano riuscì ad attivare un piano di emergenza circa un'ora prima di un'eruzione, il tutto grazie alla segnalazione di questo sistema automatizzato. Ci si può ritenere privilegiati, perché non tutti i vulcani godono di un tale livello di osservazione.
La maggior parte dei circa 1.500 vulcani attivi in tutto il mondo non è monitorata in tempo reale. Molti vulcani sono monitorati con metodi basati sulle onde sismiche, che sono vibrazioni degli strati del mantello terrestre che possono essere innescate da eruzioni. Tuttavia queste rilevazioni richiedono sempre interpretazioni da esperti di vulcanologia e solo dopo questa fase vengono diramati gli allarmi.


57 su 59 eruzioni

Gli scienziati si stanno muovendo per ottimizzare queste procedure: i vulcani, durante i loro processi di eruzione, generano suoni a bassa frequenza non udibili dagli umani, queste onde possono percorrere migliaia di chilometri e sono meno equivocabili rispetto alle onde sismiche. I ricercatori hanno ascoltato i suoni prodotti dall'Etna per anni con sistemi di sensori all'infrasuono posti a 6 chilometri di distanza dal vulcano.
Hanno scoperto che i sensori a infrarossi possono identificare in modo affidabile i segnali di un'eruzione. Dal 2008 al 2016, i sensori hanno rilevato correttamente 57 di 59 eruzioni e inviato avvisi ai ricercatori circa un'ora prima di ogni eruzione. Negli ultimi quattro anni, il sistema automatizzato è rimasto operativo nel monitoraggio dell'Etna e ha emesso avvisi senza alcun errore.

Per estendere i benefici degli avvisi automatici al resto del mondo, i ricercatori devono però studiare gli infrasuoni da altri tipi di vulcani. Le prime fasi di eruzione dell'Etna, che consentono avvisi anticipati, possono però essere più brevi o completamente assenti in vulcani con diverse caratteristiche geologiche.
L'idea per creare un sistema di allarme globale sarebbe quella di utilizzare una serie di sensori molto più fitta per monitorare diversi vulcani contemporaneamente su lunghe distanze. Tutto questo apre un nuovo modo di eseguire il monitoraggio dei vulcani su scala globale, ed è inutile sottolineare come questo possa, in molti casi, fare la differenza tra la vita e la morte.