Scienza: riprodotte in laboratorio le caldere subacquee | FOTO e VIDEO

Un metodo che simula grandi eruzioni esplosive vulcaniche è riportato in un articolo pubblicato su Nature Geoscience. I risultati indicano che si formano lunghe colonne di cenere e gas generate da queste eruzioni possono collassare periodicamente e generare ondate pericolose di deposizione di cenere. I depositi di queste onde conservate sott’acqua potrebbero migliorare la nostra comprensione di queste eruzioni.

Le più grandi eruzioni vulcaniche esplosive possono formare un’ampia e profonda depressione, chiamate caldere, e generano ceneri pericolose, flussi di cenere vulcanica e rocce che in alcuni provocano dei veri e propri tsunami. Tuttavia, il comportamento e i rischi potenziali di queste eruzioni sono stati fino ad oggi poco studiati.

La caldera nata dall’eruzione esplosiva di Hunga-Tonga-Hunga Ha’apai

Recentemente un’eruzione esplosiva di Hunga Tonga-Hunga Ha’apai, un vulcano in gran parte sottomarino nell’Oceano Pacifico occidentale, ha formato una caldera di circa 4 km di diametro. Una delle caratteristiche delle caldere subacquee formate da tali eruzioni è la formazione di terrazze concentriche regolarmente distanziate sul fondale marino.

Queste terrazze sono state trovate a caldere come Santorini in Grecia, che hanno ospitato l’ultima volta questo tipo di eruzione circa 3.600 anni fa. Johan Gilchrist e i colleghi hanno fatto delle simulazioni delle colonne catastrofiche di eruzione che formano delle caldere creando flussi di acqua contenenti particelle fini e grosse alla base dei serbatoi d’acqua di varia profondità e analizzato le fontane e le particelle presenti in questi flussi di acqua.

Le onde di sedimentazione

I loro esperimenti hanno rivelato che le fontane crollano periodicamente e portano del materiale nella superficie dell’acqua e nel fondale marino tramite delle “onde di sedimentazione“, la cui frequenza dipende dal tasso di iniezione e dalla galleggiabilità delle caldere.

Gli autori ritengono che la natura di queste onde di sedimentazione possano generare flussi di cenere alquanto pericolosi e, se sott’acqua, formano degli tsunami e materiale che si deposita sul fondale marino.

Le caldere subacquee di Santorini

Questi depositi terrazzati di alcune caldere subacquee tra cui Santorini sono stati ampiamente studiati dagli esperti tramite una serie di esperimenti che hanno dimostrato che la profondità dell’acqua e l’intensità di eruzione possano essere stimate dall’architettura e dalla spaziatura dei terrazzi.

Gli autori suggeriscono che le loro scoperte sono applicabili a grandi eruzioni esplosive che si verificano sia sulla superficie terrestre che sott’acqua e che potrebbero migliorare la nostra comprensione delle eruzioni avvenute in passato, e quindi i rischi che le eruzioni future potrebbero comportare.

Le dinamiche alla base delle caldere vulcaniche

Questi studi si basano sostanzialmente sulle dinamiche che modulano il trasporto di massa e i rischi associati di eruzione catastrofica che forma le colonne delle caldere e che si si trovano sui pendii terrazzati che sembrano essere una caratteristica intrinseca dei depositi sottomarini poco profondi (<1 km di profondità) che circondano le Caldere vulcaniche, tra cui il deposito che si è formato recentemente in seguito all’eruzione di Hunga Tonga-Hunga Ha’apai del 15 gennaio 2022.

I depositi che si estendono su decine di chilometri costruiti di ~1- a 10-km-raggio, ~10- a 100-m-alte terrazze sono state collegate agli eventi delle frane e alle conseguenti correnti di torbidità e correnti di densità piroclastica (PMC) che scorrono lungo il fondale marino (PMC sottomarini).

Le spiegazioni relativi ai confini dell’ampia terrazza, alle larghezze della terrazza e alle forme del profilo, così come l’evoluzione e la variabilità di queste proprietà con la distanza dalle fonti eruttive, in genere si basano su ampi studi esistenti riguardo la dinamica stazionaria delle correnti di torbidità e dei PMC, nonché dalle frane marine (e dalle loro combinazioni).