Come funzionano i vulcani? Cosa succede sotto la loro superficie? Cosa causa le vibrazioni, note come tremori, che si verificano quando il magma o i gas si muovono verso l’alto attraverso i condotti di un vulcano? La Professoressa Miriam Christina Reiss, vulcanologa presso la Johannes Gutenberg University Mainz (JGU), e il suo team hanno localizzato tali segnali di tremore sul vulcano Oldoinyo Lengai in Tanzania. “Non solo siamo stati in grado di rilevare il tremore, ma anche di determinarne l’esatta posizione in tre dimensioni: la sua posizione e la profondità sotto la superficie”, ha affermato Reiss. “Ciò che è stato particolarmente sorprendente è stata la diversità dei diversi segnali di tremore che abbiamo rilevato”.
I risultati forniscono nuove informazioni su come il magma e i gas vengono trasportati all’interno della Terra, migliorando così la nostra comprensione delle dinamiche vulcaniche. Ciò ha anche rilevanza sociale, poiché i ricercatori sperano che il loro lavoro migliori la capacità di prevedere le eruzioni vulcaniche a lungo termine.
I risultati sono pubblicati sulla rivista Communications Earth & Environment.
Il tremore fornisce informazioni sull’attività vulcanica
Quando il magma risale dalle profondità della Terra verso o all’interno di un vulcano, può causare scosse. Se il magma esercita un’elevata pressione, la roccia circostante può fratturarsi, dando origine a terremoti. Altri processi possono causare vibrazioni più lievi, note come tremori. Ad esempio, quando il magma risale attraverso canali preesistenti, quando i gas fuoriescono dal magma o quando si verificano fluttuazioni di pressione nei percorsi di trasporto.
“Per la sismologia vulcanica, è estremamente interessante studiare questi segnali e tipi di onde che si generano quando il magma si muove sotto la superficie“, ha affermato Reiss.
Due domande chiave guidano la sua ricerca: dove ha origine esattamente il tremore? E quale processo porta alla sua generazione? Le risposte a queste domande possono rivelare informazioni cruciali sullo stato e l’attività di un vulcano.
Lo studio
Insieme al suo team, Reiss ha registrato dati sismici sul vulcano Oldoinyo Lengai in Tanzania per 18 mesi. Hanno installato numerosi sismometri intorno al vulcano per rilevare le vibrazioni del suolo. Tornati a Magonza, i ricercatori hanno analizzato i dati, concentrandosi su un intervallo temporale di nove settimane per questo studio.
“Per la prima volta, siamo stati in grado di determinare la posizione precisa in cui si verifica il tremore“, ha affermato Reiss. “Abbiamo scoperto che due tipi di tremore sembrano essere collegati: uno ha avuto origine a circa cinque chilometri di profondità e l’altro vicino alla base del vulcano, con un ritardo temporale tra i due. È chiaro che questi segnali sono collegati, quindi qui osserviamo un sistema direttamente collegato“.
Anche la diversità dei segnali di tremore rilevati dal team è stata sorprendentemente ampia. Questo probabilmente riflette il fatto che il tremore ha origine da diverse regioni del vulcano, ciascuna con proprietà distinte e guidata da processi diversi. L’Oldoinyo Lengai stesso è unico in quanto è l’unico vulcano carbonatitico attivo sulla Terra. Il suo magma ha una composizione insolita, essendo molto più fluido e relativamente freddo, solo circa 550°C, rispetto ai 650-1.200°C tipici della maggior parte dei magmi.
“I risultati sono stati particolarmente sorprendenti perché il magma è così fluido. Ci aspettavamo pochi o nessun tremore, poiché l’interazione con la roccia circostante sarebbe stata probabilmente più debole”, ha spiegato Reiss.
Le nuove scoperte di Reiss e dei suoi colleghi fanno progredire la sismologia vulcanica offrendo preziose informazioni sulle dinamiche del movimento del magma. “Il tremore si verifica ogni volta che il magma è in movimento, anche prima delle eruzioni”, ha affermato Reiss. “Ma quali segnali di tremore sono veri precursori di un’eruzione e quali sono solo un ‘gorgogliamento’ di fondo? I nostri risultati gettano le basi per migliorare la previsione delle eruzioni in futuro”.
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