Studiare l’Etna e le sue molteplici attività, in tutti i sensi

di Alessandro Bonforte, Boris Behncke e Giuseppe Salerno
Dopo un periodo di attività dalle caratteristiche quasi regolari, l’Etna ci ha stupito ancora una volta regalando uno spettacolo straordinario, andato in scena nella serata del primo dicembre.
Un nuovo parossismo, il primo dopo quello del 12 novembre, con una spettacolare fontana di lava, è cominciato intorno alle 18 ed è durato circa tre ore, producendo due flussi lavici verso sud-sud ovest e sud-est e ricadute di cenere e lapilli verso nord-est, interessando la zona di Fiumefreddo di Sicilia e Giardini. Vedremo nei prossimi giorni il nuovo equilibrio del vulcano.
Ma, oltre a trasmetterci meraviglia, cosa abbiamo registrato nel corso di queste settimane? Quali segnali ci hanno raccontato ciò che stava accadendo?

L’immagine che vi proponiamo in Figura 1 mostra alcuni grafici sovrapposti e allineati nel tempo, relativi ai segnali registrati da quattro diversi sensori sull’Etna. Il primo, ESVO_velocimeter, è un sismometro installato a Monte Scavo (fianco Ovest); EMON_VAPOR, un sensore radar ubicato alla Montagnola (fianco Sud); EMFO_Infra, un sensore infrasonico a Monte Fontane (fianco Est); infine, ENIC_FLAME, spettrometro per la misura del contenuto di anidride solforosa (SO₂) nel plume a Nicolosi (versante sud).
Nella figura 1, in verde, si vede l’andamento del tremore vulcanico: un segnale di facile comprensione e molto noto anche tra i non esperti, che rappresenta la media dell’ampiezza della vibrazione del suolo sul vulcano, la cui origine è legata principalmente alla circolazione dei fluidi all’interno delle rocce. In rosso, l’andamento del segnale infrasonico; come dire la media della “rumorosità” del vulcano, dovuta all’intensità e frequenza delle esplosioni ai crateri. In nero è invece riportato l’andamento di un segnale forse mai descritto finora per l’Etna, una misura radar, ovvero della riflettività di una porzione di cielo sopra il cratere di Sud-Est, legata alla presenza di materiale solido sopra la bocca. Questo segnale è correlato quindi all’attività esplosiva che emette materiale rilevabile dal radar come frammenti di lava, bombe e lapilli.
I triangolini, infine, mostrano l’andamento del contenuto di SO₂ nel plume vulcanico. Questi dati si possono avere solo nelle ore diurne poiché il metodo di misura della SO₂ ha bisogno della luce solare.
La prima cosa che attira l’attenzione è l’incredibile regolarità dei cicli che abbiamo osservato per diversi giorni, che testimonia l’eccezionale stabilità dinamica del sistema che accumulava la pressione dei gas ad un tasso estremamente costante e la rilasciava con una modalità anch’essa molto stabile. Tutto questo ha funzionato in maniera regolare finchè erano costanti tutti gli elementi del sistema, come una pentola a pressione perfettamente tarata: l’apporto di energia (il fornello), l’apporto di gas (l’acqua che evapora) e la soglia di rottura della parte apicale del condotto per dar libero sfogo ai gas (la valvola).
Il sistema ha funzionato regolarmente fino al pomeriggio dell’1 dicembre 2023, quando qualcosa si è iniziato a rompere in questo equilibrio e l’andamento sembrava non voler più seguire la ripetitività precedente.
Ricordiamo che dal 19 novembre erano avvenuti più di 250 brevi episodi di attività stromboliana, separati da intervalli di completa calma (figura 2). L’ultimo episodio di debole attività stromboliana, uguale a quelli precedenti, è avvenuto tra le 16:35 (ora locale) e le 16:45, dopodiché l’attività si era arrestata. Contemporaneamente l’ampiezza del tremore ha cominciato a diminuire repentinamente, come era avvenuto anche tutte le altre volte.

Tuttavia, dopo poco questo decremento del tremore si è invertito e si è osservato un nuovo, repentino aumento della sua ampiezza. Alle 16:53 è rincominciata una debole attività stromboliana, e da quel momento l’attività osservata non era più intermittente ma diventava sempre più intensa, evolvendo, dalle 18 circa in poi, verso la spettacolare fontana di lava i cui valori nel grafico sovrastano tutti i precedenti (vedi figure 1 e 3).

Affascina la correlazione tra i grafici durante i cicli di attività stromboliana: un’efficace sintesi della potenza dell’approccio multidisciplinare, che indica le continue alternanze tra fasi di quiete e fasi di attività stromboliana. L’attività stromboliana è infatti marcata dai picchi positivi dell’ampiezza del tremore per l’aumento momentaneo del degassamento, picchi di riflettività radar per l’aumento del materiale emesso, e picchi dell’ampiezza delle onde acustiche emesse dalle esplosioni.
Non si vedono grandi fluttuazioni nel contenuto dei gas; invece, risalta un andamento costante nella quantità di SO2 emessa, a parte un breve aumento durante la giornata del 28 novembre (puntini neri nella Figura 1). Ciò deriva dal tipo di misura (solo diurna e meno frequente), ma più in generale rivela che la quantità di magma coinvolto nel periodo precedente la fontana di lava del primo dicembre 2023 non è stata particolarmente rilevante, tale da generare grandi emissioni di gas. Ciò non esclude che, se l’attività eruttiva fosse avvenuta nelle ore diurne, la quantità di SO2, e più in generale il contenuto totale di gas vulcanici, sarebbe stata dell’ordine di diverse decina di migliaia di tonnellate, come usualmente osservato nel corso di analoghi fenomeni accaduti negli scorsi anni.
In conclusione, l’approccio multiparametrico e multidisciplinare nello studio dei fenomeni vulcanici si può paragonare – forse in modo azzardato – alla modalità con cui un essere vivente acquisisce informazioni sul mondo esterno possedendo, nell’ordine, un tatto ipersensibile per il tremore, un udito cibernetico per gli infrasuoni, una vista un po’ da pipistrello per vedere tra le nuvole e un olfatto a distanza per i gas. Tutti i sensi, estesi e potenziati dalla tecnologia, ci vengono in aiuto per capire al meglio possibile la dinamica del vulcano mentre la macchina più potente, il cervello, fa il resto (anch’esso aiutato da vari strumenti matematici): mescola, integra, correla, interpreta, fonde e interpola i dati. Come percepire i segnali del vulcano, appunto, in tutti (e con tutti) i sensi.
La meraviglia, invece, quella è tutta umana.