Quando il Mauna Loa eruttò nel 2022, la colata lavica più grande si diresse direttamente verso la Daniel K. Inouye State Highway 200, nota anche come Saddle Road, un’arteria fondamentale che collega le case di molti residenti ai luoghi di lavoro. Nessuno era in grado di prevedere con precisione se la lava avrebbe continuato a scorrere bloccando l’autostrada o se si sarebbe fermata prima, risparmiando la strada. Tuttavia, alla prossima eruzione, gli scienziati saranno in grado di monitorare l’eruzione in tempo reale e di formulare previsioni più accurate sulla traiettoria della lava e sul momento in cui il vulcano potrebbe eruttare. Questi progressi sono resi possibili dalla disponibilità di dati satellitari provenienti da fonti pubbliche e private, nonché da algoritmi di apprendimento automatico sviluppati presso l’Università di Pittsburgh con la collaborazione di una collega italiana, come evidenziato in una recente pubblicazione sul Journal of Volcanology and Geothermal Research.
Durante l’eruzione del Mauna Loa, durata 13 giorni, Ian Flynn, assistente professore di ricerca presso il Dipartimento di Geologia e Scienze Ambientali della Kenneth P. Dietrich School of Arts and Sciences dell’Università di Pittsburgh, lavorava nel laboratorio del professor Michael Ramsey. In quel periodo, i ricercatori stavano acquisendo sempre più dati provenienti da satelliti privati. Ramsey si chiese se queste nuove fonti potessero essere combinate con i tradizionali satelliti governativi per ottenere previsioni più accurate. “Mi chiese se potevo mappare la colata lavica in tempo reale e osservare l’avanzata del fronte lavico verso l’unica strada che attraversa l’isola”, ha raccontato Flynn.
Riuscì a farlo. Poté osservare la lava dirigersi verso la Saddle Road. “La preoccupazione era che la lava si stesse dirigendo a tutta velocità verso la strada”, ha spiegato Flynn. “Si è fermata a circa 2,4 chilometri dalla strada”. Il modo migliore per garantire la sicurezza delle persone in caso di eruzione, tuttavia, è quello di essere informati il prima possibile, prima che la lava inizi a scorrere lungo i pendii.
“Ogni vulcano ha la sua personalità”
I ricercatori sapevano già che l’aumento di calore e l’attività sismica sono indicatori di un’eruzione imminente, ma quanto calore? Quanto attività? Quanto tempo prima? Rispondere a queste domande è generalmente difficile.
Collaborando con la dottoressa Claudia Corradino, dell’Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (INGV), il team è riuscito a utilizzare un algoritmo di apprendimento automatico per identificare un aumento termico un mese prima dell’inizio dell’eruzione. Sebbene questo segnale premonitore sia stato identificato dopo la fine dell’eruzione, qualsiasi nuova informazione sul comportamento di un vulcano prima di un’eruzione contribuisce alla capacità degli scienziati di prevedere quando si verificherà la prossima eruzione.
“Ogni vulcano ha la sua personalità“, ha affermato Flynn. “Sì, sembra banale, ma è la verità. Sono tutti diversi“. La sua ricerca si concentra da anni sul Mauna Loa, cercando di decifrare come questi cambiamenti siano correlati alle sue eruzioni.
La combinazione di dati pubblici e privati ha permesso proprio questo. Ma Flynn pensava che si potessero estrarre informazioni ancora più utili, in particolare lo spessore della colata lavica. Si rivolse quindi al Dottor Shashank Bhushan, un collega del Goddard Space Flight Center della NASA.
Bhushan aveva già svolto un lavoro simile sui ghiacciai. “L’ho contattato e gli ho chiesto: ‘possiamo usare questa metodologia che applichi ai ghiacciai e adattarla alle colate laviche?’ Lui ha risposto: ‘non lo so. Proviamo'”. Il metodo ha funzionato e ha fornito a Flynn e ai suoi collaboratori un ulteriore strumento per comprendere l’eruzione.
“Ottenere dati visibili ci ha aiutato a capire la direzione della colata“, ha affermato Flynn, ma questi dati sono bidimensionali. “Ora possiamo anche calcolare lo spessore della colata e capire quanto materiale sta fuoriuscendo”. Queste informazioni sono fondamentali per capire se un’eruzione è appena iniziata o se si sta attenuando. Possono anche essere analizzate in termini di andamento termico per comprendere come la lava si raffredda nel tempo.
“Innanzitutto, se è ancora calda, rappresenta ancora un pericolo. Non si vuole che qualcuno cammini su qualcosa che sta ancora rilasciando sostanze chimiche pericolose“, ha affermato. Inoltre, sapere quando la lava si è raffreddata può aiutare i ricercatori ad analizzare con maggiore precisione la sua composizione.
E poi c’è Venere
“Quando cerchiamo colate laviche attive su altri pianeti, sapere quanto tempo impiega la lava a raffreddarsi sulla Terra ci aiuterà a capire meglio cosa succede se osserviamo una colata calda su Venere“, ha affermato. A seconda delle condizioni ambientali, i tassi di raffreddamento dovrebbero essere diversi. “Sapere come si raffredda la lava permette agli scienziati di affinare i nostri modelli quando troviamo vulcani attivi su altri pianeti“.
Con la disponibilità di sempre più dati, Flynn e colleghi non solo continuano a imparare di più sull’eruzione del Mauna Loa, ma anche sul tipo di informazioni di cui avranno bisogno per conoscere altri vulcani. Probabilmente non ci sarà una soluzione universale per prevedere le eruzioni di tutti i vulcani, ma potrebbe esserci un modo per trovare una soluzione specifica per prevedere le eruzioni in singoli siti.
Il Mauna Loa sarà pure il vulcano più attivo del mondo, ma altri possono essere altrettanto, se non più, minacciosi per chi vive nelle vicinanze. Ognuno ha una sua peculiarità e potrebbe necessitare di un sistema di monitoraggio specifico e personalizzato.
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