La grande eruzione di Tonga: l’identikit del vulcano Hunga Tonga – Hunga Ha’apai e il confronto con il Marsili

Boris Behncke, vulcanologo dell'INGV, ripercorre gli eventi della violenta eruzione del vulcano Hunga Tonga-Hunga Ha'apai del 15 gennaio 2022 e il conseguente tsunami, tracciando anche un identikit del vulcano sottomarino che ha scosso il Pacifico

MeteoWeb

“Una nube vulcanica che ricorda un “fungo atomico”, detonazioni udibili a migliaia di chilometri di distanza, tsunami che colpiscono le coste dell’Oceano Pacifico, onde di shock atmosferico che fanno il giro del mondo – sembrano gli ingredienti perfetti per uno di quei film catastrofisti specializzati in disastri naturali, che periodicamente ci vogliono dimostrare quanto siamo esposti ad una natura capace anche di distruggere ed uccidere”. Il responsabile? Un vulcano che per gran parte si nasconde sotto il mare, in una regione remota dell’Oceano Pacifico, dal nome insolito di Hunga Tonga – Hunga Ha’apai”. Lo si legge in un approfondimento pubblicato sul blog INGVvulcani a cura del vulcanologo Boris Behncke, che ripercorre gli eventi della violenta eruzione del 15 gennaio 2022 e il conseguente tsunami, tracciando anche un identikit del vulcano sottomarino che ha scosso il Pacifico.

Un vulcano diverso da quelli che negli ultimi mesi hanno illuminato i media, con immagini e video ripresi anche a distanze estremamente ravvicinate, grazie ai nuovi mezzi di cui disponiamo quali i droni. Vulcani come il Fagradalsfjall – nome ancora non ufficiale – in Islanda, il Piton de la Fournaise sull’isola francese della Réunion nell’Oceano Indiano, il Wolf nelle isole Galápagos (Ecuador), il nuovo cono della Cumbre Vieja sull’isola canaria di La Palma, il Kīlauea in Hawai’i, il Nyiragongo in Congo, e non ultimo anche la nostra Etna, che hanno prodotto fontane di lava ed emesso colate di lava molto fluida, in alcuni casi anche molto distruttive.

Il vulcano Hunga Tonga – Hunga Ha’apai è più misterioso e oscuro, non emette fontane e colate di lava brillante, e non si fa facilmente vedere – se non agli “occhi” dei satelliti, che ormai sorvegliano ogni angolo del nostro pianeta con una moltitudine di strumenti. Così, l’immensità dell’eruzione che ha scatenato nel tardo pomeriggio (orario locale, circa 12 ore antecedente quello dell’Europa centrale) del 15 gennaio 2022, è stata rivelata quasi esclusivamente grazie alle osservazioni dallo spazio, perché, visto da terra, dalle isole più vicine, il vulcano era avvolto dalla sua enorme nube di cenere e vapore. I suoi “messaggi” sono arrivati in forma di violentissimi boati e tsunami, conosciuti anche come “onde anomale” o “maremoti””, spiega Behncke.

Hunga Tonga – Hunga Ha’apai: identikit di un vulcano violento.

“Andiamo per ordine. L’Hunga Tonga – Hunga Ha’apai è un vulcano, situato nel territorio del Regno di Tonga, una lunga catena di isole ubicate a nord-est della Nuova Zelanda e poste sopra una zona di subduzione, dove la placca pacifica si spinge sotto quella australiana. Come molti vulcani legati a zone di subduzione, anch’esso produce magmi con una composizione andesitica, una composizione tipica di molte eruzioni violentemente esplosive. Questo vulcano si eleva per circa duemila metri sopra il fondo marino circostante e la sua sommità è troncata da una caldera di circa 5 km di diametro, che giace quasi interamente sotto il livello del mare. Solo alcune creste dell’orlo calderico appaiono dalla superficie marina, formando le isole conosciute come Hunga Tonga e Hunga Ha’apai (Figura 1), fortunatamente disabitate. Studi sulla storia eruttiva di questo vulcano indicano che le eruzioni più frequenti avvengono ai margini della grande caldera sommitale ma, circa ogni millennio, questo vulcano produce eruzioni molto violente e voluminose, come quella del 15 gennaio 2022, che coinvolgono la caldera principale.

Figura 1 – Mappa della caldera del Hunga Tonga – Hunga Ha’apai, che indica le profondità del mare (specificata con diversi colori come da legenda) intorno all’isola dopo l’eruzione del 2014-2015 e all’interno della caldera (di Shane Cronin, Università di Auckland, Nuova Zelanda).

Le poche eruzioni storiche documentate cominciano con eventi di cui si sa pressoché niente, avvenute nel 1912 e nel 1937 (o 1938). Una breve eruzione sul lato sud-orientale della caldera all’inizio di maggio del 1988 è rimasta confinata sotto il livello del mare, formando una piccola catena di crateri (“1988 craters” nella Figura 1). Molto più cospicua, invece, l’eruzione di marzo 2009, che apre una serie di bocche nelle immediate vicinanze dell’isola Hunga Ha’apai: grazie al passaggio di una nave da crociera, le immagini di una tipica attività esplosiva “surtseyana”, causata dall’interazione tra magma e acqua di mare, si sono diffuse in tempo reale nel mondo. Quella eruzione aveva notevolmente allargato l’isola di Hunga Ha’apai, però il mare e le tempeste hanno rapidamente eroso il nuovo terreno.

Una nuova eruzione, questa volta centrata precisamente fra le isole Hunga Tonga e Hunga Ha’apai, comincia il 19 dicembre 2014 e, durante un mese di attività, costruisce un cono piroclastico molto largo e alto più di 120 m, connettendo le due isole, Hunga Ha’apai e Hunga Tonga. Anche questa volta le bocche eruttive sono a contatto con l’acqua del mare, provocando una spettacolare attività “surtseyana”, con getti “cipressoidi”, con “digitazioni” di cenere nera frammiste a vapore bianco. Questa volta, ad eruzione finita, l’edificio vulcanico resiste all’erosione, molto più di quanto si pensasse. Rapidamente, su questo nuovo terreno si sviluppa la vegetazione e viene colonizzato da varie specie di animali, fra cui anche alcuni esemplari di barbagianni”, continua il vulcanologo.

L’eruzione di dicembre 2021 – gennaio 2022

Dopo quasi 7 anni di calma, il Hunga Tonga – Hunga Ha’apai si risveglia il 20 dicembre 2021, producendo una nube eruttiva che si innalza fino a 16 km sopra il livello del mare. Durante le successive due settimane, si osserva nuovamente la tipica attività “surtseyana”, che fa crescere ulteriormente l’isola, con un nuovo grosso cono posto immediatamente a nord-est di quello del 2014-2015. L’attività, apparentemente, si conclude fra il 3 e il 4 gennaio 2022.

Nelle ore mattutine (ore locali) del 14 gennaio, il vulcano si risveglia, questa volta in maniera più violenta. Le immagini satellitari mostrano una nube a forma di ombrello alta circa 20 km. Nel pomeriggio dello stesso giorno, una squadra del Servizio Geologico di Tonga si avvicina con una nave e documenta un’attività “surtseyana” molto intensa, che, oltre ai classici getti “cipressoidi”, produce anche flussi piroclastici che si estendono ben oltre le coste dell’isola. O meglio: le isole, perché il giorno dopo, un’immagine acquisita dal satellite Skysat (della compagnia Planet) mostra un’ampia lacuna fra Hunga Tonga e Hunga Ha’apai: l’attività esplosiva del 14 gennaio mattina ha fatto scomparire gran parte della nuova terra creata dalle eruzioni del 2014-2015 e dicembre 2021. L’attività nel primo pomeriggio del 15 gennaio sembra essere nuovamente cessata ed il vulcano appare completamente calmo.

Nel tardo pomeriggio del 15 gennaio, verso le ore 17:00 locali, gli abitanti delle isole più vicine – fra cui Tongatapu, dove si trova la capitale di Tonga, Nuku’alofa – percepiscono numerosi boati, alcuni estremamente violenti. Vedono una nube minacciosa espandersi nel cielo, che getterà l’oscurità sulle isole ancora prima dell’arrivo della notte. Dopo poco, le zone costiere delle isole vengono investite da uno tsunami, che invade case, scuole e chiese. La popolazione, già abituata a frequenti cicloni e periodici terremoti che causano inondazioni, cerca riparo nelle aree più alte. Questo sembra aver salvato molte vite: le informazioni, ancora molto incomplete, che vengono da Tonga indicano che ci siano state poche vittime (al momento si conferma solo la morte di una cittadina britannica).

Allo stesso tempo sulle isole vicine cadono frammenti di roccia vulcanica: lapilli e cenere, che lasciano un deposito grigio scuro su paesaggi che erano verdi pochi attimi prima, su case, strade e sull’aeroporto di Tongatapu. Le connessioni internet con il resto del mondo vengono tagliate, probabilmente perché l’eruzione ha danneggiato il cavo sottomarino, lasciando le isole letteralmente in quasi totale isolamento.

Figura 2 – La parte marginale dell’immensa nube eruttiva prodotta dall’eruzione del 15 gennaio 2022, vista dall’isola principale di Tonga, Tongatapu. Foto del Project Coordinator for the Tonga Parliament Buildings Project, Dr. Faka’iloatonga Taumoefolau
Figura 3 – Impatto dello tsunami sull’isola di Tongatapu, nel tardo pomeriggio del 15 gennaio 2022. Foto del Project Coordinator for the Tonga Parliament Buildings Project, Dr. Faka’iloatonga Taumoefolau

Ma la storia di questa eruzione è solo cominciata. Presto iniziano a diffondersi animazioni di immagini satellitari che mostrano lo sviluppo dell’impressionante nube eruttiva, larga alcune centinaia di chilometri e alta circa 30 km. Nella nube eruttiva si scatena una tempesta elettrica senza precedenti, con 5000-6000 fulmini al minuto. Ancora più straordinarie, però, sono le onde di shock, onde di pressione atmosferica, che si allontanano radialmente ad alta velocità (più di 1000 km/h) dal vulcano, e che proseguono visibilmente al di sopra dell’Oceano Pacifico raggiungendo e superando il Sud America. Nelle ore successive, strumenti su tutto il pianeta registreranno le variazioni barometriche causate dal passaggio di queste onde.

Il suono delle esplosioni non viene solo percepito nelle isole più vicine, ma nettamente anche in Nuova Zelanda, a distanze fra 1600 e 2000 km, e diverse ore dopo persino in Alaska, a più di 9300 km di distanza! Ciò supera di gran lunga la distanza alla quale si sono sentite le famose detonazioni del Krakatau nel 1883 (circa 4000 km), finora considerate il “suono più forte mai udito”.

Gli tsunami causati dall’eruzione hanno attraversato l’intero oceano Pacifico; su tutte le coste limitrofe è stata lanciata l’allerta. Gli tsunami sono stati registrati particolarmente in Giappone (dove non hanno causato danni significativi) e lungo le coste del continente americano. L’impatto più severo sembra essersi prodotto nei litorali di Ecuador, Perù e Cile, e si parla di due morti sulla costa del Perù a causa dell’onda anomala. I danni nelle isole Tonga, invece, sembrano notevoli, secondo le informazioni ancora molto limitate.

Il danno più catastrofico lo ha subito il vulcano stesso. La nuova terra creata dalle attività del 2014-2015 e dicembre 2021, è scomparsa, ma non solo: delle due isole che esistevano da tempo, prima delle eruzioni dal 2009 in poi, restano solo piccoli spicchi (Figura 4).

Figura 4 – Questa serie di immagini radar riprese dal satellite Sentinel 1 mostra i cambiamenti nella morfologia dell’isola formatasi con l’eruzione del 2014-2015 e cresciuta durante l’attività di dicembre 2021. L’ultima immagine (15 gennaio 2022) mostra che non solo tutto il terreno creato dalle eruzioni precedenti è scomparso, ma anche le due isole che esistevano da tempo, prima delle eruzioni del 2009 e 2014-2015, hanno subito una notevole riduzione in superficie.

Molti aspetti di questa eruzione restano ancora sconosciuti. Quali cambiamenti avrà subito la morfologia della parte sottomarina del vulcano? Qual è stato esattamente il meccanismo di formazione degli tsunami? Come andrà avanti l’attività del vulcano? Dopo la grande eruzione del 15 gennaio ci sono stati solo alcuni piccoli episodi esplosivi (in rete si trova menzione di una seconda “grande eruzione” il mattino del 17 gennaio, ma questa non è avvenuta; l’informazione era basata sulla notizia che la nube di cenere del 15 gennaio aveva raggiunto l’Australia). Il cataclisma del 15 gennaio potrebbe essere stato il culmine dell’attuale periodo di attività, però le eruzioni di dimensioni simili nel passato sembrano essere consistite in più episodi fortemente esplosivi. Quali saranno gli eventuali effetti sul clima regionale e globale? Le prime informazioni sulla produzione di anidride solforosa in questa eruzione danno una quantità modesta: circa 0.4 Tg (400mila tonnellate – altre fonti parlano di solo 112mila tonnellate o poco più), 50 volte inferiore a quella del vulcano Pinatubo (Filippine) nel 1991. Così sembra che l’impatto sul clima sarà con ogni probabilità trascurabile.

Gli studi di questa straordinaria eruzione devono ancora iniziare, però certamente daranno un tesoro di conoscenza non solo al mondo della vulcanologia ma anche negli ambiti delle scienze meteorologiche ed atmosferiche”, scrive Behncke.

… e il Marsili?

“In molti vi sarete chiesti in questi giorni: “Ma un disastro come quello del Hunga Tonga – Hunga Ha’apai può avvenire anche qui da noi?”, pensando al grande vulcano sottomarino del Tirreno, il Marsili, di cui periodicamente si sente dire che è potenzialmente molto pericoloso.

Mentre il Marsili è certamente un vulcano molto giovane e probabilmente attivo (anche se non in eruzione attualmente), si tratta comunque di un tipo di vulcano molto diverso da quello di Tonga. Innanzitutto la sua cima si trova all’incirca a 500 m sotto il livello del mare, dove ogni fenomeno eruttivo esplosivo verrebbe fortemente limitato dal peso della colonna d’acqua sovrastante. Le eruzioni più recenti del Marsili hanno interessato esclusivamente le zone immediatamente circostanti le bocche eruttive e non si hanno evidenze di eruzioni esplosive molto violente nella storia di questo vulcano.

Fra i possibili scenari spesso menzionati a proposito del Marsili, quello più spaventoso è l’ipotesi di un collasso, o franamento, di parte dell’edificio vulcanico, che potrebbe innescare tsunami capaci di raggiungere le coste limitrofe del Tirreno. In realtà, non necessariamente un tale evento deve produrre tsunami, che sono più probabili in caso del collasso di vulcani su isole, e ovviamente ancora molto più comuni durante lo spostamento di grandi volumi di roccia quando si muove una faglia sottomarina durante un grande terremoto.

Bisogna anche tener conto che su scala mondiale, i vulcani sottomarini rappresentano circa l’80 per cento dei vulcani sulla Terra e quindi le eruzioni sottomarine sono molto più frequenti rispetto a quelle che si verificano in superficie sulla terra. Tuttavia quasi tutte queste eruzioni si manifestano a nostra insaputa, senza essere altresì percepite dai nostri strumenti, non producendo quindi effetti dannosi”, conclude il vulcanologo Boris Behncke.