L’occhio dei satelliti Sentinel sul vulcano Stromboli

Lo studio completato presso l’ASI è stato realizzato grazie ai dati forniti da Sentinel-2 e Sentinel-5P del Programma Copernicus dell'Unione Europea

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Sviluppato un metodo innovativo che combina i dati atmosferici con le immagini dell’osservazione della Terra per sondare il comportamento del vulcano Stromboli, noto per le sue frequenti e violente eruzioni.

L’analisi potrebbe aiutare i vulcanologi a caratterizzare i rischi di eruzioni, supportando gli sforzi di mitigazione nelle comunità locali.

Il progetto – completato presso l’Agenzia Spaziale Italiana    è stato realizzato grazie ai dati forniti da Sentinel-2 e Sentinel-5P del Programma Copernicus dell’Unione Europea. La ricerca ‘High resolution monitoring of volcano degassing with Sentinel-5P and integrated data analysis with Sentinel-2 and ground stations’ è stata presentata da Deodato Tapete, ricercatore presso l’Unità UDS – Downstream e Servizi Applicativi di ASI  durante l’ultima edizione dell’ESA Living Planet Symposium a Bonn.

Stromboli ha eruttato in modo intermittente da quando sono iniziate le registrazioni. Nonostante le sue dimensioni relativamente ridotte rispetto ad altri vulcani come l’Etna, queste esplosioni possono essere violente e distruttive  rappresentano una minaccia significativa e continua per gli abitanti e i turisti. Il termine “eruzione stromboliana” è ora usato per descrivere esplosioni simili in tutto il mondo.

Le emissioni di anidride solforosa dai vulcani come lo Stromboli sono associate alla presenza di magma in prossimità della superficie. Di conseguenza, il monitoraggio di questo gas può fornire informazioni sullo stile e sull’intensità delle eruzioni.

Tuttavia, molti sensori spaziali non hanno la sensibilità per rilevare i cambiamenti su piccola scala nelle concentrazioni di anidride solforosa che sono collegati all’attività stromboliana. Lanciato nel 2017, Copernicus Sentinel-5P è dotato di uno strumento di monitoraggio troposferico (TROPOMI) che fornisce informazioni ad alta risoluzione sui principali  gas atmosferici.

L’analisi  è basata sui dati sulla densità della colonna verticale di anidride solforosa raccolti da TROPOMI tra maggio 2018 e maggio 2021, periodo in cui si sono verificate diverse sequenze di eruzioni con livelli di intensità variabili. Nell’ambito del progetto, i ricercatori hanno sviluppato un metodo utilizzato per trasformare questi dati in una serie temporale che descrive in dettaglio le abbondanze di anidride solforosa su Stromboli. Usando questo metodo hanno individuato casi in cui i livelli del gas erano particolarmente alti.

Per  interpretare correttamente questi dati sono  necessarie informazioni contestuali sull’attività del vulcano.Per ottenerle gli scienziati hanno ispezionato le immagini raccolte dallo strumento multispettrale a bordo di Copernicus Sentinel-2 per cercare i segni rivelatori dell’attività vulcanica, come la colata di lava dal cratere di Stromboli.Utilizzando questo approccio, sono stati in grado di associare periodi di emissioni elevate a casi noti di attività vulcanica.

Per convalidare questi risultati i ricercatori hanno utilizzato le misurazioni raccolte dalle reti di sensori di terra su Stromboli, che sono riportate nei bollettini ufficiali emessi regolarmente dai team degli osservatori vulcanologici. Confrontando le serie temporali sviluppate con i dati TROPOMI con le misurazioni in situ, sono stati in grado di identificare le interferenze da altre fonti di anidride solforosa, come quelle provenienti da  altri vulcani come l’Etna o da attività antropiche. In futuro il team prevede che il loro metodo di analisi sarà applicato dai vulcanologi per indagare e monitorare altri vulcani stromboliani in tutto il mondo.

Il metodo che abbiamo sviluppato nell’ambito di questa attività di ricerca – afferma Alessandra Cofano remote sensing scientist –  aderisce al concetto olistico di osservazioni multi-banda e multi-missione che è alla base dell’intero programma di osservazione della Terra di Copernicus . Non vediamo l’ora di esplorare la possibilità di utilizzare questo approccio per studiare altri vulcani stromboliani in tutto il mondo”.