L’imponente eruzione del vulcano Hunga, nel Regno di Tonga, avvenuta nel gennaio 2022, ha colto il mondo di sorpresa. L’evento ha generato un pennacchio fino a oltre 50km di altezza nell’atmosfera, ha propagato onde di pressione in tutto il globo e ha generato una serie di tsunami, devastando alcune aree di Tonga e causando la morte di almeno tre persone. Tuttavia, una delle lezioni più importanti apprese da questo evento storico è che non tutti questi tsunami sono scaturiti dalla stessa causa. I primi sono stati generati da enormi esplosioni durante le fasi iniziali dell’eruzione. Sulla vicina isola di Tongatapu, onde con un’altezza di risalita (run-up) compresa tra 1 e 4 metri hanno iniziato ad arrivare nel giro di pochi minuti. Successivamente, a distanza di oltre un’ora, si è verificato un evento ben più distruttivo. Uno tsunami, con altezze di risalita comprese tra i 18 e i 40 metri, ha colpito le isole situate entro un raggio di 100km dall’Hunga, distruggendo resort e villaggi nelle zone meridionali e centrali di Tonga.
Una ricerca dimostra che questo tsunami di eccezionale portata non è stato generato da un’ulteriore esplosione, bensì dal collasso improvviso della caldera del vulcano; tale collasso ha prodotto un suono sottomarino rilevabile a migliaia di chilometri di distanza. Questa scoperta potrebbe aprire la strada a un nuovo metodo per allertare le comunità riguardo ad alcune delle tipologie di tsunami più imprevedibili al mondo.
In ascolto di un vulcano sottomarino
Il monitoraggio dei vulcani sottomarini è notoriamente complesso. Sebbene ne esistano centinaia disseminati lungo la “Cintura di Fuoco” del Pacifico, sappiamo relativamente poco del loro stato di attività e ancor meno di come reagire in caso di eruzione. I satelliti sono in grado di rilevare variazioni termiche ed emissioni di gas, oltre ai pennacchi eruttivi, a condizione che la visibilità non sia ostacolata dalla copertura nuvolosa. Tali osservazioni possono fornire avvisi tempestivi sulle eruzioni e contribuire alla sicurezza del traffico aereo.
Tuttavia, i satelliti non sono in grado di segnalare l’arrivo di uno tsunami letale. Nemmeno i sismometri convenzionali si rivelano necessariamente di grande aiuto. Durante l’eruzione del 2022, il sismometro più vicino a Hunga si trovava alle Fiji, a circa 750km di distanza. A tale distanza, molti dei segnali sismici generati dai processi vulcanici si propagano con difficoltà attraverso la Terra.
I ricercatori hanno quindi scelto di ascoltare l’attività di Hunga nell’oceano. Il suono si propaga in modo estremamente efficiente sott’acqua su lunghe distanze sotto forma di segnali idroacustici noti come onde terziarie, o onde T. Un vulcano isolato che si erge dal fondale oceanico può agire efficacemente come una campana, diffondendo nell’oceano circostante i suoni prodotti da violenti processi sottomarini. I ricercatori hanno riesaminato le registrazioni provenienti da 14 stazioni sismiche dislocate nel Pacifico sudoccidentale; alcune di esse si trovavano fino a 2.600km di distanza da Hunga.
Durante la prima ora dell’eruzione, gli esperti sono riusciti a “udire” i flussi di frane sottomarine che scendevano rapidamente lungo i fianchi del vulcano. Tali flussi sono stati abbastanza potenti da distruggere i cavi sottomarini per le comunicazioni e i loro segnali acustici erano rilevabili a centinaia di chilometri di distanza. Tuttavia, il segnale sottomarino più intenso doveva ancora manifestarsi.
Il suono del collasso del vulcano
Intorno alle 18:28 (ora di Tonga), la parte centrale di Hunga iniziò a collassare su se stessa. Il collasso portò alla formazione di una caldera larga circa 4km e profonda oltre 850 metri. Lo spostamento di un volume così enorme di roccia e acqua marina generò lo tsunami locale più imponente dell’intera eruzione. Ciononostante, è sorprendente notare come il collasso sia stato rilevato solo debolmente dai sistemi di monitoraggio sismico convenzionali. Sott’acqua, la situazione era ben diversa. Il collasso generò un’enorme onda T che si propagò attraverso il Pacifico. I ricercatori l’hanno rilevato in 14 stazioni, incluse alcune situate a oltre 2.000km di distanza. La fase più intensa del segnale durò circa cinque minuti, fornendo un’indicazione della rapidità con cui si verificò il collasso principale. Tuttavia, per confermare che fosse stato proprio quel collasso a generare il devastante tsunami, era necessario sapere con esattezza quando l’onda avesse raggiunto Tonga. Ciò richiedeva un tipo di prova ben diverso.
La torre che smise di trasmettere
A Kanokupolu, sul versante occidentale di Tongatapu, sorgeva una torre per le telecomunicazioni situata a 180 metri dalla costa e a circa 13 metri sopra il livello del mare. Lo tsunami precedente aveva già investito la terraferma e i residenti erano stati evacuati, ma la torre era rimasta in piedi. Una stazione meteorologica a essa collegata inviò l’ultima trasmissione dati programmata alle 18:00. Alla fine arrivò lo tsunami, di dimensioni ben maggiori. Abbatté la torre e la ridusse in pezzi; alcuni frammenti furono ritrovati in seguito centinaia di metri più all’interno.
Ma quando accadde esattamente? Gli autori dello studio hanno collaborato con la Tonga Communications Corporation per esaminare il traffico dati della torre. La risposta è stata sorprendentemente precisa: le comunicazioni si interruppero alle 18:45:24. Quel dato temporale fornì un altro tassello del puzzle. L’enorme segnale acustico sottomarino indicava che la caldera di Hunga aveva iniziato a collassare intorno alle 18:28. La distruzione della torre, avvenuta circa 17 minuti dopo, era compatibile con il tempo necessario affinché lo tsunami risultante si sviluppasse e percorresse i circa 60km che separano Hunga dalla parte occidentale di Tongatapu.
Le testimonianze oculari hanno fornito un’ulteriore conferma: le persone avevano avvertito le onde precedenti, di minore entità, e avevano avuto il tempo di evacuare prima dell’arrivo dello tsunami catastrofico. Tutti questi elementi hanno permesso di ricostruire un evento che il monitoraggio sismico convenzionale aveva in gran parte mancato: un improvviso collasso sottomarino della caldera che ha generato lo tsunami locale più distruttivo dell’eruzione.
Le onde sonore si propagano nell’oceano a una velocità di circa 1,5km al secondo, oltre sette volte superiore a quella di uno tsunami. Se i sistemi di monitoraggio fossero in grado di riconoscere e localizzare automaticamente questi segnali, potrebbero fornire un preallarme per gli tsunami di origine vulcanica, analogamente a quanto già avviene per quelli scatenati dai terremoti.
