Le 4 fasi in cui si articola la storia dell'Etna: le ultime ricerche in proposito

Il 2011 è stato un anno molto impegnativo per l'Etna e per chi lo studia, data la frequente attività sia esplosiva che effusiva, che si è sviluppata con una serie di  piccoli eventi senza una singola eruzione importante. Ma se l'Etna è stato molto attivo lo sono stati anche i ricercatori: nell'ultimo volume dell'Italian journal of Geosciences (il vecchio “Bollettino della Società Geologica Italiana”) sono usciti 3 lavori molto importanti su questo vulcano che diventeranno sicuramente un caposaldo della ricerca in materia: uno presenta la nuova carta geologica dell'Etna, un altro dà conto di un dettagliato studio sulle età delle lave ricavate da datazioni effettuate con il metodo Argon / Argon e il terzo traccia una sintesi penso abbastanza definitiva sulla complessa storia di questo vulcano, che nel tempo ha cambiato la composizione del magma e quindi fasi ha attraversato fasi diverse con modalità di eruzione (e quindi la formazione degli apparati vulcanici) molto diverse. Ormai definita la storia eruttiva del vulcano gli unici dubbi ancora in piedi vertono sulla genesi dei magmi etnei (e di quelli degli Iblei): non vi è dubbio che si tratti di materiale di provenienza molto profonda, ma formazione e contesto geotettonico in cui avviene la risalita sono ancora controversi.

L'Etna è uno dei vulcani più attivi, più studiati e più famosi al mondo e già nel XIX secolo la sua complessa attività era stata tracciata per sommi capi.

Da un punto di vista morfologico, possiamo distinguere agilmente alcune strutture: in particolare la grande caldera dell'Ellittico, ben visibile in questa foto tratta da uno dei lavori di Branca et al. (2011) della rivista citata e il Cratere Centrale.

Le prime manifestazioni etnee iniziano circa 500 mila anni fa, 600 mila anni dopo l'ultima fase del vulcanismo ibleo, centrato un poco più a sud e che è stato attivo tra 7 e 1 milioni di anni fa (e che condivide con l'Etna il tipo di evoluzione magmatica). L'attività vulcanica dell'Etna è complessa e multiforme e non è neanche semplicissima da studiare: basti pensare che solo le colate degli ultimi 2000 anni ricoprono oltre il 30% della superficie ed è chiaro quindi che il continuo sovraimporsi di nuove colate e tufi sopra ai materiali preesistenti renda molto difficile capire la stratigrafia.

I ricercatori hanno diviso l'attività in 4 fasi diverse che corrispondono a 4 diverse posizioni del camino di risalita principale allineate una dietro l'altra in direzione NW. Una evoluzione petrologica simile ha caratterizzato il precedente vulcanismo ibleo.

Non affiora molto della prima fase in cui si sono deposti ingenti spessori di basalti tholeiitici, le cosiddette “tholeiiti basali”, abbondantemente ricoperte dalla attività successiva. Le troviamo essenzialmente nelle zone a SE e a S del vulcano e lungo la costa, perchè lo spostamento in direzione NW del centro eruttivo ha fatto sì che in queste aree si siano messi in posto pochi depositi delle fasi successive. Le lave più vecchie sono marine, poi si comincia a vedere colate impostate su lagune o in terraferma. In almeno un caso le lave si sono messe in posto in una zona lacustre.

Le Tholeiiti Basali, magmi molto fluidi perchè dalla elevata temperatura e del basso contenuto di silice, si producevano soprattutto da fratture lineari abbastanza lunghe che eruttavano sul fondo marino di un golfo poco profondo che occupava l'area prima della comparsa dell'Etna: i basalti a cuscini e i sedimenti intercalati alle colate lo dimostrano in maniera netta. Questa attività è durata all'incirca da 500 a 330 mila anni fa e probabilmente è stata piuttosto discontinua.

Tra la fine della prima fase e l'inizio della seconda l'intervallo di inattività è indicato tra 330 e 220 mila anni fa, ma è un dato di cui non c'è totale sicurezza: potrebbe essere minore se da qualche parte, sepolti, ci fossero materiali eruttati più recentemente di 330 mila anni fa

La seconda fase della vita del vulcano coincide con il primo “salto” del sistema del camino di risalita verso NW ed è detta “delle Timpe” perchè i depositi attualmente visibili sono per lo più concentrati lungo le Timpe, una serie di faglie che costituiscono l'estensione settentrionale subaerea di una delle maggiori strutture geologiche del Mediterraneo, limite già impostato all'inizio del Mesozoico fra la crosta continentale sicula e quella oceanica dello Jonio: la Scarpata Ibleo – Maltese.

I magmi sono risaliti lungo queste faglie distensive parallele fra loro. Nella fase delle Timpe, oltre alla zona di risalita, cambia una prima volta anche l'attività vulcanica: nasce il vulcano a scudo con una forma simile a quelli Hawaiiani, su cui si sono poi impiantati i grandi stratovulcani delle fasi successive. La somiglianza con le Hawaii riguarda il tipo di magma e la forma dell'edificio, ma non si può certo confrontare come dimensioni il vulcano a scudo etneo, lungo una ventina di km e alto un migliaio di metri, con quei giganti che si ergono per migliaia di metri sopra il mare, avendo la base sotto oltre 4000 metri di acqua.

Il vulcano a scudo si costruisce attraverso una rete di vari centri vulcanici che si sono alternati per almeno 90mila anni (da 220 a 130 mila anni fa) ottenendo una copertura completa del territorio. E probabilmente anche l'attività si era fatta molto più continua. A questo cambio netto corrisponde un cambio nel tipo di magma: sono sempre basalti, ma le tholeiiti sono sostituite da basalti alcalini.

Senza addentrarsi in particolari, la distinzione fra questi due tipi di magmi sta nella loro chimica: i prodotti tholeiitici hanno una quantità maggiore di ferro e magnesio rispetto ai magmi alcalini. I magmi etnei hanno un'origine molto profonda, nel mantello terrestre ed è importante notare che un magma tholeiitico non può – evolvendosi – diventare alcalino né può accadere il contrario: in generale nel Mantello si genera preferenzialmente un magma Tholeiitico rispetto ad un magma Alcalino all'aumentare della profondità e del grado di fusione parziale della roccia. È quindi probabile che il passaggio da un tipo di magma all'altro sia dovuto ad una minore fusione parziale del Mantello nella seconda fase rispetto alla prima.

Una nuova stasi nell'attività ci porta alla terza fase, detta “della Valle del Bove” perchè l'attività è proprio centrata in questa zona, a causa del secondo spostamento dell'asse di risalita dei magmi. Magmi che sono ancora un po' diversi dai precedenti: sempre alcalini ma da basalti i prodotti prevalenti diventano Hawaiiti e Benmoreiti, quindi lave con una viscosità maggiore e ancora una volta le differenze nella composizione dei magmi si riflettono sulla morfologia del vulcano: inizia una forte attività di emissione di ceneri e pertanto la costruzione dello stratovulcano, con pendenze molto più sensibili del vecchio vulcano a scudo ed altitudini nettamente superiori: già il primo cono che si forma, il Trifoglietto, arriverà alla rispettabile altezza di 2600 metri. Da 123 a 65.000 anni fa, si formano in successione di ben 7 coni diversi, ciascuno dei quali tende a sovrapporsi ai precedenti, dando vita ad una stratigrafia particolarmente complessa, ricca specialmente verso la fine del ciclo, di ceneri e non solo di colate laviche, segno di una certa attività esplosiva. Qui accanto la stratigrafia e i rapporti fra i vari coni secondo Branca et al (2011).

E finalmente, dopo il “solito” intervallo di quiescenza, 57.000 anni fa l'attività, riprende, centrata sull'attuale zona di risalita dei magmi. In questa ultima fase, la "fase dello stratovulcano"  si formano gli ultimi due coni, l'Ellittico e il Mongibello Recente. Secondo le ricostruzioni più attendibili l'Ellittico ha raggiunto i 3600 metri di altezza, prima della sua distruzione, provocata circa 15.000 anni fa, da almeno 4 fasi esplosive pliniane in tempi molto ravvicinati: il risultato è la gigantesca caldera che incombe pesantemente sul panorama del vulcano, che abbiamo visto nella foto iniziale.

Sulla caldera alla fine si è impiantata l'attività degli attuali cratere centrale e di nord-est.

La divisione in 4 fasi della storia vulcanica dell'Etna presentata in questi giorni è probabilmente quella definitiva, che necessiterà solo di aggiustamenti minori e dimostra una attività molto variegata. Ovviamente si spera, prima o poi, di capire anche perchè questo vulcano è proprio lì: i magmi etnei sono tipici magmi di zone lontane da limiti di zolla (o al limite di zone particolari lungo i margini di zolla divergenti), mentre il nostro è posto proprio su una zona in cui convergono due zolle.... È probabile che la presenza della scarpata ibleo – maltese sia una chiave importante per capirlo, ma resta la curiosità di un vulcano da un magma e da una attività che non ci si aspetterebbe di trovare in un ambiente geotettonico del genere. 

BIBLIOGRAFIA CONSULTATA:

Branca et al. (2011): Geological Map of Etna Volcano , 1:50.000 scale

De Beni et al. (2011): argon isotopic dating of Etna volcanic succession

Branca et al. (2011): geological evolution of a complex basaltic stratovolcano: Mt. Etna - Italy

Tutti e tre i lavori sono tratti da: Italian journal of Geosciences, vol.130 n.3 - ottobre 2011

Il vulcanismo terziario fra Francia, Germania, Cechia e Polonia: riflessi settentrionali della formazione delle Alpi

In questi giorni la cattiva stampa si è molto scatenata per presunti rischi di una forte eruzione al Lacher See, un vulcano della catena dell'Eifel, in Germania, lungo la fossa del Reno Superiore. In questo momento nulla fa pensare ad un'eruzione (le emissioni di CO2 sono registrate da sempre, non solo negli ultimi giorni). Al proposito, rimando al post apposito su Eruption in cui il buon Eric Klemetti distrugge quell'allucinante articolo uscito sul Daily Mail, privo di qualsiasi senso da un punto di vista scientifico. Credo però interessante riprendere un discorso leggermente diverso e cioè spiegare le motivazioni di tutto quel vulcanismo che ha interessato nel Terziario l'apparentemente stabile Europa Centrale.

L'Europa a nord delle Alpi è stata interessata da una serie di manifestazioni magmatiche negli ultimi 70 milioni di anni, inquadrati nella Provincia Vulcanica Centro Europea, nota con la sigla CEVP. È probabile che l'attività sia tutt'ora in corso: in Germania (Eifel), Francia (catena dei Puy nel Massiccio Centrale) ed in Spagna ci sono manifestazioni oloceniche e nell'area della Sierra de Valenzuela, 200 km a sud di Madrid, c'è stata una attività fumarolica tra il XVI e il XVIII secolo) (anche la Spagna è il retroterra della catena alpina né più né meno della Germania o della Francia: bisogna considerare Corsica, Sardegna, Calabria Baleari etc etc tutte attaccate alla costa europea prima dell'apertura dei bacini del Mediterraneo Occidentale). L'attività nella Penisola Iberica è un motivo in più per dire che la CEPV è ancora attiva è che non si tratta di manifestazioni vulcaniche continue ma di eruzioni intervallate a lunghi periodi di stasi dell'attività che si protraggono ormai da oltre 60 milioni di anni.

I prodotti della CEPV sono distribuiti un po' in tutta l'area tra Polonia e Francia, come si vede dalla carta, tratta da un lavoro di Meyer e Foulge disponibile sul sito dei mantle plumes . L'attività della CEPV non può essere ascritta ad un classico punto caldo associato ad un pennacchio del mantello classico e cioè una zone anomalmente calda del mantello (meglio nota con il termine inglese di “mantle plumes”) per diversi motivi. Analizziamoli considerando un punto caldo classico come quello delle Hawaii, con il quale si notano molte differenze fondamentali:

- geografia: non c'è un trend geografico nel tempo (per esempio prime manifestazioni in Polonia, poi il magmatismo si sposta verso la Germania e ancora dopo verso la Francia): i prodotti della CEPV sono distribuiti più o meno in tutta l'area ad ogni intervallo temporal

- evoluzione tettonica: in un classico Mantle Plume si assiste prima ad un sollevamento, poi alla messa in posto dei magmi a cui segue un successivo abbassamento dell'area. In Europa Centrale invece sollevamenti e magmatismo vanno di pari passo

- composizione dei magmi: i magmi della CEVP sono dei classici esempi di liquidi dovuti alla fusione molto parziale di piccole zone del mantello che hanno subito una decompressione. Da un punto di vista chimico assomigliano molto alle lave tipiche dei punti caldi (OIB – basalti di isole oceaniche) e quindi sono simili alle lave hawaiiane, solo che sono stati prodotti a temperature molto più basse e senza la grande anomalia termica che caratterizza i plumes

- struttura del mantello: sotto i pennacchi ci sono delle estese zone in cui la temperatura è anomalmente alta che arrivano al mantello inferiore. Sotto la CEPV invece le anomalie sono di bassa entità e non arrivano oltre i 400 km di profondità

ma allora, che cosa ha provocato (e – probabilmente – provoca tutt'ora) la formazione di questi magmi?

Nella carta si vedono in verde le vulcaniti ed in rosso le fosse tettoniche (meglio note con il termine tedesco “graben”)

Una traccia importante per capire l'origine ovvia soluzione sarebbe il collegare la CEVP alle fosse tettoniche terziarie come quella del Reno, però anche in questo caso non c'è uniformità strutturale: troviamo i magmi sia all'interno dei Graben che nellevicinanze ma anche in zone più lontane, dove c'è “solo” un forte sollevamento. È comunque ovvia l'esistenza di un legame fra fosse e vulcani.

Le fosse sono provocate dal sollevamento generale dell'area che è collegato alla formazione più a sud della Catena Alpina.

Durante la formazione delle Alpi l'Eocene sia uno spartiacque importante: prima lo scontro era fra la zolla europea e la crosta oceanica della Tetide; poi lo scontro da continente – oceano è diventato continente – continente e quindi la zona di influenza degli sforzi si é propagata all'Europa Centrale (troviamo blandi piegamenti dovuti all'Orogenesi Alpina persino nelle Isole Britanniche!). Questo ha causato il forte innalzamento dell'area, le fosse tettoniche e la risalita di piccoli quantitativi di magmi mantellici. È molto probabile che almeno alcune linee di risalita e allineamenti di fosse siano ereditate da strutture della Catena Ercinica formatasi alla fine del Paleozoico lungo la convergenza fra Laurasia e Gondwana. Nella cartina qui accanto si vede bene come una importante sutura ercinica corrisponda più o meno al percorso del Reno. 

Le fosse principali sono

- il graben superiore del Reno, tra il confine svizzero e Francoforte sul Meno (dove c'è appunto la caldera del Laacher Sea in questi giorni alla ribalta delle cronache) e la zona di Messel nota per il ritrovamento di Darwinius masillae

- il graben inferiore del Reno, tra la zona di colonia ed il Mare del Nord

- i graben della Limagne, della Bresse e del Rodano nella Francia sudorientale vicino ai quali, nel Massiccio Centrale, troviamo le importanti manifestazioni vulcaniche della catena dei Puy

- l'Essian Graben a est del Graben inferiore del Ren

- l'Eger graben al confine fra Germania e Cechia

Manifestazioni magmatiche precedenti all'Eocene dimostrano comunque che questi sforzi erano attivi già prima della chiusura dell'oceano. Sostanzialmente il vulcanismo copre in maniera piuttosto irregolare una larga fascia a nord della Catena Alpina e l'orientazione di questa fascia non è parallela a quella delle fosse, bensì, molto vagamente, alla catena alpina.

Che cosa dire della zona di origine dei magmi? Le caratteristiche geofisiche sotto al Massiccio Centrale Francese e sotto la zona dell'Eifel sono state studiate in diverse occasioni. Vediamo per esempio questa, tratta da The Seismic Signature of the Eifel Plume di Joachim R.R. Ritter.

Si vede bene come sia sotto all'Eifel che sotto al Vogelsberg, che si trova a circa 400 km ad est , più o meno dove c'era il confine fra le due Germanie.

Sotto le zone vulcaniche ci sia un mantello in cui le velocità delle onde P sono piuttosto basse, ma questo non succede dappertutto ed inoltre l'anomalia riguarda solo le onde P.

C'è chi come Joachim Richter pensa a grandi eterogeneità sotto ai vulcani, principalmente per la presenza di vecchie camere magmatiche. Le zone dei rift (e quindi anche le aree vulcaniche, corrispondono ad aree in cui la crosta è molto sottile, tra 80 e 30 km di spessore, rispetto al valore ordinario dell'Europa Centrale che va dai 100 ai 140 km.

Sempre secondo Meyer e Foulger appare probabile un processo inverso a quello dei Mantle Plumes, dove l'origine dei magmi è “in basso”, nel mantello profondo: in pratica gli sforzi che vengono dalla zona di collisione delle Alpi hanno formato delle fratture lungo le quali sono risaliti dei magmi originatisi a causa della decompressione: diminuendo la pressione una roccia infatti può tendere a parità di temperatura a fondersi parzialmente

L'isola che non c'è (ancora) e quella che invece è venuta fuori

In questi ultimi mesi l'attenzione dei vulcanologi era puntata sulle Canarie, su un'eruzione sottomarina nei pressi di El Hierro, aspettando che il cratere formato dal magma emergesse dal mare. Ci siamo arrivati molto vicini, guardate questa foto dove si vede il mare sopra l'area in cui il magma esce sul fondo marino.

Ma se alle Canarie l'isola non è ancora venuta fuori anche se l'attività continua, sorprendentemente in pochi giorni ne è venuta fuori una nel Mar Rosso.

Il 19 dicembre c'erano sintomi di una eruzione nella zona meridionale del Mar Rosso, vicino a dove le acque dello stretto proto-oceano si mescolano con quelle del golfo di Aden. I rilevamenti della missione AURA, un satellite della NASA che studia la chimica dell'atmosfera e della superfiice terrestre, dimostravano chiaramente che un'eruzione era in corso, grazie alla nuvola di Biossido di Zolfo. 

Nella zona ci sono una serie di vulcani (dei quali uno, Jabal al-Tair, ha fatto parlare molto di se nel 2008, facendo un po' di danni (se non ricordo male anche una guarnigione yemenita ebbe dei problemi).

Il maggiore indiziato era lo Jebel Zubai, la cui ultima eruzione è del 1824, vicino allo Jabal al-Tair.

Poi però si è visto che lo Jebel Zubai non dava segni particolari di eruzione. C'erano state, sempre il 19 dicembre, delle testimonianze di una eruzione in mezzo al mare riportate da dei pescatori a cui era stato dato scarso credito, nonostante parlassero con una certa precisione di fontane di lava.

E persino molti esperti avevano pensato o ad una minima eruzione caratterizzata soprattutto dal rilascio di gas o che il problema fosse di origine antropica (militare? Incendio?).

Poi però venne la NASA: confrontate queste due foto, una “prima” e una “dopo”.

Ecco quella "prima". si vede l' Haycock  Island e la Rugged Island, separate da poco più di 2 km di mare.

E ora confrontatela con quest'altra, di pochi giorni fa.

Vedete come “dopo” c'è un'isola in più nel Mar Rosso. E fuma. Il nuovo vulcano.

Nell'area della nuova isola il mare era profondo prima dell'eruzione un centinaio di metri.

la possibilità di monitorare l'attività vulcanica tramite fulmini

Tempo fa mi occupai, su sollecitazione di un lettore, della questione dei fulmini collegati alle eruzioni vulcaniche.

Oggi c'è un aggiornamento importante: proprio grazie ai fulmini che si producono nelle nuvole di cenere che li sovrastano è possibile scoprire che qualche vulcano è entrato in eruzione.

In Italia potrà sembrare strano, dato che i nostri vulcani sono monitorati costantemente, a parte il Marsili purtroppo (della cui esistenza il grande pubblico si è probabilmente scordato dopo il can-can di qualche mese fa), ma nel resto del mondo non è sempre così; soprattutto questo succede in zone dove i vulcani hanno caratteristiche esplosive, per esempio 

- sulle Ande dove non c'è neanche certezza su quanti e quali siano quelli potenzialmente attivi (ne ho parlato qui)

- nella zona tra Kamchatka e Aleutine 

- e un pò più a sud, sempre nel Pacifico

La maggior parte delle notizie su nuove eruzioni  in queste aree arrivano soprattutto dai VAAC (Volcanic ash advisor centers), legati alla navigazione aerea che, come ha dimostrato la recente eruzione dell'Eyafjallayokull, è particolarmente sensibile al problema, oppure dai satelliti e persino dalla osservazione diretta da parte del personale di bordo degli aerei.

 Ricordo che durante l'eruzione del Redoubt nel 2009 un jet olandese mentre inavvertitamente ne attraversava la nuvola di cenere rischiò di precipitare per il contemporaneo spengimento di tutti e 4 i reattori che entrarono in allarme a causa delle particelle entrate nelle turbine. L'aereo riuscì successivamente a riaccenderne 2 ed atterrare a Anchorage. Si contano quasi 100 casi di gravi disturbi alle aeromobili dal 1954).

Riuscire ad allertare prima possibile l'aviazione civile è quindi fondamentale per evitare problemi ai motori degli aerei, le cui turbine potrebbero essere danneggiate fino all'interruzione del funzionamento dalla cenere vulcanica, notoriamente molto abrasiva.

La mancanza di sistemi di monitoraggio su centinaia di vulcani potenzialmente pericolosi fa sì che ogni mese ne entrino in eruzione diversi senza che qualcuno abbia potuto prevederlo e qunindi non potendo predisporre le necessarie deviazioni del traffico aereo. Eppure  si potrebbero ottenere le evidenze dell'inizio di un evento eruttivo da parecchi mesi a qualche ora prima che accada (è comunque ancora praticamente impossibile capire sia quanto durerà un'eruzione che la sua evoluzione al di là di poche ore), basta avere degli strumenti adatti (e oggi non sarebbe  tecnicamente impossibile con apparecchiature attivie in remote sensing).

Oggi presento un sito che, grazie ad uno studio della Università dello Stato di Washington, sta iniziando a scoprire l'insorgenza di una eruzione vulcanica quasi in tempo reale grazie proprio allo studio dei fulmini. Si tratta del WWLLN, World Wide Lightning Location Network. Questa è la mappa mondoale di un'ora prima rispetto a quando sto scrivendo queste note.

Il sistema è nato nel 2004 con meno di 10 stazionii; adesso comprende oltre 50 sensori collocati in tutto il mondo, costituiti da antenne in grado di riconoscere il "segnale" dei fulmini, una scarica in un certo intervallo di frequenze nelle onde radio (chi ha usato una radio AM sa che a meno di una frequenza occupata da una radio dal segnale molto chiaro i fulmini erano chiaramente percepibili). In base ai tempi di arrivo del disturbo in almeno 5 stazioni il WWLLN individua il luogo di caduta del fulmine in tempo reale ed è in grado di intercettare circa il 10% dei fulmini che cadono, ma oltre il 40% di quelli più potenti.

John Ewert, vulcanologo del Cascades Volcano Observatory (emanazione del Servizio Geologico degli Stati Uniti) ha quindi avuto l'idea di utilizzare il WWLLN allo scopo di monitorare i vulcani dopo le famose osservazioni sui fulmini dell'eruzione del Redoubt del 2009  Tali osservazioni furono attivate dopo la curiosità che questi fenomeni avevano innescato durante l'eruzione del Chaiten, in Cile e gli studi sulla eruzione del Redoubt nel 2009.

Ogni mese sulla Terra si abbattono oltre 3 miloni di fulmini e quelli vulcanici sono una minoranza molto esigua ma hanno delle caratteristiche particolari soprattutto nella loro distribuzione che, ovviamente, non segue i movimenti delle perturbazioni atmosferiche. Perciò una nuova serie di fulmini che si concentra inaspettatamente al di sopra di un vulcano è un chiaro sintomo di una eruzione in corso.

Essendo nello stato di Washington, all'estremo nord-est del Paese, le centinaia di vulcani lungo l'allineamento Kurili – Kamchatka – Aleutine, in gran parte privi di monitoraggio in loco, costituiscono un eccellente banco di prova e così è stato: in un mese il team di Ewert è riuscito ad individuare due eruzioni in Kamchatka, allo Shivelukh e al Kizimen, prima che venissero rilevate dai satelliti. Ci sono stati anche dei “falsi positivi” che comunque hanno aiutato il software di riconoscimento a funzionare meglio. Attualmente possono essere coperti dal sistema circa 1500 vulcani.

Purtroppo almeno per adesso questa tecnica è difficilmente adottabile nelle zone equatoriali, dove i fulmini dovuti ai temporali sono molto più intensi ma Robert Holzworth, il coordinatore del WWLLN è fiducioso: implementazione del software e nel numero e nella posizione delle stazioni di rilevamento (che alla fine non sono oggetti troppo complessi tecnicamente) potrebbero determinare una precisione maggiore del sistema ed includere normalmente nel sistema di allarme i vulcani della fascia tropicale.

I misteri della geologia dell'Antartide Centrale: la Catena Transantartica e il Grande Rift

Giusto un paio di anni fa parlai dei monti Gamburtseev, una enorme catena montuosa sepolta sotto la calotta polare dell'Antartide Orientale. Allora si sapeva ben poco sulle sue origini e oggi l'unica cosa che appare quasi sicura è l'età molto antica, superiore ai 500 milioni di anni: resta da capire come possa essere ancora così alta. Però non è che l'altra grande catena del Continente Bianco sia poi tanto ben compresa.

Nella presentazione di quel post scrissi che come la Gallia di Cesare, anche tutta l'Antartide può essere divisa in “partes tres” e cioè:

- Antartide Occidentale: quella a sud della Terra del Fuoco, formata da un puzzle di almeno 5 blocchi crustali di età paleozoica e mesozoica che si sono scontrati e accavallati l'uno sull'altro (la cartina qui a fianco divide ulteriormente il blocco occidentale in 3 pezzi)
- Antartide orientale, a sud dell'Australia: se ne sa pochissimo, ma dovrebbe essere un altro scudo continentale come quello africano, australiano o canadese, formato da rocce antichissime (sulle coste ce ne sono anche alcune di età ben superiore al miliardo di anni) con in mezzo appunto i Gamburtseev

- questi due blocchi così diversi sono divisi da una struttura composta dalla Catena Transantartica e dal Grande Rift Antartico sulla cui storia ed evoluzione ci sono ancora diversi dubbi

Esaminiamo attentamente sia la catena che il rift, considerandoli strettamente in relazione fra loro.

Al di sotto del Grande Rift Antartico lo spessore della crosta diminuisce fino a poco più di 20 km (nell'Antartide Orientale e in quella occidentale sono comuni valori superiori ai 40 km). Il rift inoltre contiene forti spessori di sedimenti a testimonianza dell'abbassamento del livello del terreno.

Tutte queste caratteristiche sono ricavate da rilevamenti geofisici: con la significativa eccezione delle “valli secche” la copertura glaciale è tale da nascondere persino molti picchi della catena.

La “Catena Transantartica” è un allineamento di 3000 km di imponenti montagne (le vette passano in alcuni casi i 4000 metri di altezza) tra due delle maggiori insenature che bordano lil continente: il Mare di Weddel e quello di Ross,

L'intensa attività vulcanica sul suo margine occidentale dimostra che la formazione della catena, iniziata a metà del Mesozoico, non si è ancora conclusa.

Questo sistema montagnoso esibisce alcune caratteristiche piuttosto insolite che la rendono unica nel panorama terrestre:

- le sue dimensioni sono compatibili con quelle delle normali catene orogeniche, frutto dello scontro fra due zolle, però non è un'orogene derivato dalla collisione di due zolle, bensì un sistema di rift paragonabile alla Rift Valley dell'Africa Orientale

- l'altezza delle sue vette non ha riscontro fra gli attuali sistemi di rift

- la catena e il rift si interpongono fra due aree, cioè le due Antartidi, completamente diverse fra di loro. Che i rift possano impostarsi in zone di precedente debolezza crostale è tutto sommato logico, ma che dividano due zone così diverse succede solo in Antartide.

- nella zona del Mare di Ross ci sono evidenti tracce di movimenti avvenuti nel terziario caratterizzati da una forte componente trascorrente destra che per un rift sono un po' anomali

È comunque sicuro che nel cretaceo la zona della catena transantartica era in erosione, quindi qualcosa di già sollevato c'era.

Il Grande Rift Antartico, parallelo alla catena, ha una storia ancora piuttosto dibattuta. In particolare i modelli dei vari Autori divergono non tanto sull'entità della dislocazione trasversale, quanto sulla eventuale presenza di movimenti trascorrenti e sull'età dell'espansione, secondo alcuni cretacea, secondo altri terziaria.

Le caratteristiche facilmente ricavabili dai sondaggi geofisici sono il forte spessore di sedimenti e il forte assottigliamento crostale.

Probabilmente se ci fosse meno copertura glaciale la situazione sarebbe più comprensibile, però spiegare il tutto con i modelli attualistici è davvero difficile.

A proposito dell'origine della Catena Transantartica sono stati proposte molte ipotesi. Tutte sono in grado di spiegarne alcuni aspetti. Passiamo in rassegna quelle principali:

- nella più recente, di poco meno di un anno fa, Michael Studinger ed il suo gruppo hanno proposto che la catena non sia il risultato di un sollevamento, bensì del cedimento di un plateau continentale la cui superficie era molto elevata, per cui le grandi altezze sarebbero un ricordo della situazione preesistente e non il risultato di un rift: questa ipotesi si accorda bene con i fenomeni erosivi giurassici, giustifica l'altitudine ma scarica il problema ad un'età più lontana: perchè questo plateau così elevato? L'unico esempio attuale di un plateau molto alto è il Tibet, che però si è sviluppato in ambiente orogenico: occorre quindi pensare che all'inizio la catena transantartica fosse un orogene

- movimenti verticali differenziali fra la catena e l'Antartide orientale innescati dal peso dei ghiacci: questa ipotesi darebbe conto anche della altezza dei monti Gamburtseev, che raggiungono quote più elevate di quanto ci si potrebbe aspettare per una catena della loro età

- la differenza nella rigidità dei due blocchi contrapposti: con questa si potrebbe spiegare perchè il rift si è impostato al confine fra due croste così diverse

- la lunga durata dei fenomeni (oltre 60 milioni di anni)

L'ipotesi più classica è la presenza di due pennacchi caldi di mantello, che potrebbe accordarsi bene con i fenomeni vulcanici lungo il mare di Ross e la Terra di Marie Byrd). A questi fenomeni vorrei dedicare uno spazio più ampio.

Dall'Oligocene ad oggi il mare di Ross e l'Antartide occidentale sono interessati da una forte attività vulcanica, comunque iniziata ben dopo l'innescarsi dei fenomeni di rift.

Il mare di Ross, a una delle due estremità del Rift Antartico, è caratterizzato da alti valori del flusso di calore dall'interno della Terra (ben avvertibile agli strumenti nonostante una copertura di sedimenti cretaceo – terziari spessa ben oltre i 10 km!) I vulcani sono essenzialmente allineati lungo il bordo orientale del rift. Tra questi spicca il monte Erebus, in attività permanente e sede di un osservatorio vulcanologico.

Per quanto riguarda l'Antartide Occidentale, sia la Terra di Marie Bird che la Penisola Antartica presentano parecchi vulcani cenozoici ed attuali che si situano sull'altro bordo del rift. Nella penisola antartica sono distinguibili dalle vulcaniti di arco del cretaceo. Fra tutti spicca la caldera di Deception Island, le cui eruzioni nel XX secolo hanno persino danneggiato stazioni scientifiche.

Le due zone vulcaniche vengono comunemente interpretate con la coesistenza di due plumes mantellici, uno sotto il mare di Ross e l'altro sotto la terra di Marie Byrd. Quindi il rift sarebbe il risultato della combinazione di due plumes vicini.

Sergio Rocchi, dell'Università di Pisa, ha indagato di recente sulla questione. Le due ipotesi principali sono:

- questi vulcani rappresentano un punto caldo tipo le Hawaii, sotto il quale c'è la risalita di un pennacchio caldo

- c'è invece un rift attorno al quale il continente si sta rompendo (oppure i movimenti lungo il rift sono un riflesso dei movimenti delle zolle contigue).

L'ipotesi del punto caldo è sostenuta da alcune osservazioni, in particolare da:

- chimismo dei magmi attorno al Mare di Ross

- tettonica della Marie Byrd Land, in cui c'è un regime distensivo (con formazione di horst e graben) su una zona che ha mostrato un forte sollevamento

- l'espansione del rift che appare insufficiente rispetto all'attività vulcanica (quindi non ci sarebbe una significativa evidenza di fratturazione e allontanamento di due zolle).

Una obiezione potrebbe essere che i punti caldi dovrebbero lasciare una scia a causa del movimento delle zolle: le Hawaii, il punto caldo attualmente sotto Yellowstone, la coppia di dorsali Walvis e Rio Grande nell'Atlantico meridionale sono ottimi esempi di questo. Però l'Antartide negli ultimi 40 milioni di anni è rimasta sostanzialmente ferma e quindi questa obiezione viene totalmente destituita di qualsiasi significato.

Ma il problema maggiore è che un punto caldo fisso dovrebbe avere intorno a sè una struttura a duomo, che è stata riconosciuta solo nella terra Marie Byrd mentre il sollevamento cenozoico della Catena Transantartica ha un trend lineare.

Inoltre se gli episodi estensionali principali fossero davvero mesozoici (cretacei – cosa non accettata da tutti gli Autori, come si è visto) precederebbero di oltre 30 milioni di anni il vulcanismo.

Quindi se il chimismo dei magmi incoraggia molto questa ipotesi, altre osservazioni la contrastano. Per questo nelle ricostruzioni di alcuni autori il rift antartico è un riflesso o un prolungamento di alcune dorsali mediooceaniche e quindi lo metterebbero in relazione a più lontani di fenomeni legati alla tettonica a zolle.

 In conclusione da un punto di vista geologico l'Antartide è ancora davvero un regno misterioso, dalla storia per molti versi ancora oscura e non sarà facile venirne a capo, soprattutto per alcune caratteristiche peculiari dell'area

I vulcani nascosti sotto il Tirreno: stato delle conoscenze e rischio teorico

Il mare Tirreno e le sue coste pullulano di vulcani, attualmente attivi oppure come nella Sardegna sudoccidentale, che sono stati attivi fino a poco tempo fa (geologicamente parlando). Nell'immagine, tratta da un lavoro di Giancarlo Serri, si vede la situazione.

Dal punto di vista strettamente geologico il Tirreno a sud del 41°parallelo è definibile come un oceano più che un mare, nel senso che i “mari” sono aree a bassa profondità con le acque che ricoprono crosta continentale (come l'Adriatico o il mare del Nord); invece dal 41° parallelo fino a poche decine di km dalle coste il suo fondo, come in tutto il Mediterraneo occidentale e in buona parte di quello orientale, è impostato su crosta oceanica e raggiunge profondità di oltre 4.000 metri.

Non è facile in due parole dire come si è formato questo bacino, viste le complesse interazioni fra le zolle europea, adriatica e africana negli ultimi 100 milioni di anni che ne hanno fatto una delle regioni più complesse di tutta la Terra. Ci sono diverse ipotesi. Di quella più convincente ne ho parlato qui.

La complessità geologica si traduce in variazioni laterali di grande entità di composizione ed assetto della crosta,anche di quella profonda, pertanto non ci si può stupire se dentro ed intorno al Tirreno ci sono praticamente tutti o quasi i tipi di vulcano e di magmi conosciuti.

Un appunto importante è che non tutti i seamounts sono vulcani e non è detto che tutti i vulcani siano ancora attivi. Ad esempio a nord del 41° parallelo, ancora su crosta continentale o assottigliata, il monte Vercelli e qualche altro corpo sono gli elementi più meridionali del magmatismo della provincia toscana e sono dei corpi intrusivi granodioritici venuti alla luce, come il Giglio o il Monte Capanne. Tra il 41° parallelo e la piana del Vavilov, troviamo tutta una serie di rocce basaltiche diffuse che arrivano fino in Sardegna occidentale. Il seamount Etruschi ne è un esempio. Anche se hanno una età molto recente, è praticamente escluso che l'area sia ancora oggi soggetta a fenomeni vulcanici.

Nella piana abissale più nordoccidentale e più antica delle due in cui si può dividere la zona piùprofonda del bacino ci sono il Vavilov e il Magnaghi, in quella sudorientale il Marsili. In entrambe si nota come la litosfera oceanica sia caratterizzata da velocità basse delle onde sismiche, sintomo di una temperatura piuttosto alta

La piana abissale del Vavilov ha un pavimento di rocce basaltiche e ultramafiche formatesi fra i 6 e gli 8 milioni di anni fa, nel tortoniano (miocene superiore). Il Vavilov, lungo 30 km e largo 14, si eleva di 2800 metri dalla piana, di cui è molto più recente. E' caratterizzato da un profilo asimmetrico, con il versante occidentale molto più inclinato di quello orientale, segno che o è franato o è esploso. Anche le età hanno una distribuzione strana: le poche rocce dragate e le risultanze dei profili magnetici mostrano che l'attività è cominciata tra 3.0 e 2.6 Ma, con un picco fra 2.6 e 2.0 MA. Poi per trovare altri magmi si deve arrivare in tempi molto recenti, tra 0.37 e 0.12 Ma. Come spiegare questo intervallo? Può darsi che a causa del collasso manchi tutta la parte intermedia dell'attività? Se fosse così non è difficile pensare davvero che sia sempre stato attivo negli ultimi 3 milioni di anni. Nulla si sa sull'età del collasso. Pertanto è chiaro che il Vavilov necessita di studi più approfonditi per monitorarne la eventuale attività e capire come e perchè si è evoluta una morfologia del genere.

Quanto al Magnaghi, lo troviamo sul lato della piana adiacente alla piattaforma continentale a E della Sardegna ed è un altro elemento morfologicamente rispettabile. Alcune lave sono state datate a meno di 3 milioni di anni. Non ci sono comunque evidenze di una attività recente e questo è confermato dalla mancanza di una anomalia nel flusso di calore terrestre, particolarmente elevata al Marsili ma molto alta anche sotto il Vavilov.

Altri seamount come De Marchi, Cassini e Flavio Gioia non sono vulcani.

Per quanto riguarda il Marsili, ne ho parlato più volte e quindi rimando ai due post sull'argomento (2008 e 2010). Annoto soltanto che:

- gli ultimi lavori assegnano anche il Marsili ad un ambiente di arco magmatico e non ad un vulcanismo alcalino, ma queste sono considerazioni dei geochimici per le quali nutro una certa diffidenza, dato che nei bacini di retroarco è comune la vicinanza di magmi appartenenti a serie teoricamente molto diverse

- la piana che lo circonda è molto più giovane della prima, con età inferiori ai 2 milioni di anni (quindi in pieno quaternario)

E ora veniamo all'arco eolico. Tutte le isole dell'arcipelago delle Eolie sono vulcani, ma non tutti i vulcani delle Eolie arrivano in superficie. In realtà l'arco eolico circonda da tre lati la piana del Marsili, partendo dal Palinuro che è a largo del Cilento, a NE del Marsili, per finire al Glauco che invece si trova una cinquantina di Km ad ovest. In mezzo, Eolie comprese, c'è un'altra dozzina di vulcani. La cima del Palinuro arriva fino a meno di 100 metri dalla superficie marina. Sono conosciuti, da NE a W, i seguenti apparati: Palinuro, Alcione, Lamaetini a est delle Eolie, Eolo Enarete e Sisifo ad W. Si sa molto poco di tutti questi vulcani e anche in un recente volume dedicato al Tirreno nelle Memorie descrittive della carta geologica d'Italia se da un lato si parla delle analisi di queste vulcaniti, si glissa molto elegantemente sulle loro età, per cui mi pare che non ci sia la minima idea di quanti e quali di questi colossi possano essere oggi considerati attivi

I vulcani dell'arco eolico sono tipici esempi di un vulcanismo di arco magmatico sopra la crosta dello Jonio che scorre sotto la zolla europea, in una classica zona di subduzione (il disegno qui accanto spiega un po' la situazione). C'è però una complicazione: vediamo chiaramente come sono quasi tutti in una linea arcuata, tranne Lipari e Vulcano che guarda caso sono allineate con una serie di strutture che partono da lì e raggiungono lo Jonio: la linea Patti – Taormina che separa l'arco calabro – peloritano dalla catena appennincia della Sicilia settentrionale, il sistema delle Timpe catanesi, L'Etna e la scarpata Ibleo – Maltese, quest'ultima una componente essenziale della paleogeografia, essendo dal triassico il limite fra la crosta continentale e quella oceanica dello Jonio e del Mediterraneo orientale,

A ovest dell'arco eolico, emerso e sommerso, ci sono altri vulcani: Ustica (emerso e spento), Prometeo e Anchise. Questi complessi hanno una affinità alcalina e sono alimentati da sorgenti profonde nel mantello. La risalita dei loro magmi è dovuta probabilmente a fenomeni di distensione crustale.

La lista forse non è definitiva e sicuramente alcuni di questi vulcani non sono più attivi. Ma alcuni, Marsili in testa, lo sono.

Capisco benissimo che non a tutti può interessare la questione: non tutti vanno pazzi per la geologia (il mondo è bello perchè è vario...). Ma oltre alla parte squisitamente scientifica almeno sapere se ci sono dei rischi teorici dovrebbe interessare a tutti, almeno alle popolazioni rivierasche.

Le ultime dichiarazioni di Boschi prima e Bertolaso poi hanno quasi scatenato il panico negli italiani. Ho letto dei discorsi allucinanti, come quelli di chi pensa che Marsili stia per saltare come il Vesuvio o che ha sicuramente eruttato 200 anni fa etc etc. Continuo a dire da 30 anni, da quando studiavo il Tirreno all'università, che in ogni caso i vulcani del Tirreno VADANO MONITORATI, STUDIATI E CAPITI al di là della loro eventuale pericolosità: nel mondo occidentale, che dovrebbe essere scientificamente evoluto, il Tirreno è quasi poco più di un buco nero, una terra incognita di cui si sa veramente poco. Uno stato di cose che non si può più tollerare. Se questi allarmi serviranno per trovare le risorse adeguate allo studio dell'area, ben vengano. Mi domando se l'Italia avesse avuto lo stesso atteggiamento per le scienze di altre nazioni lo stato attuale della ricerca sul Tirreno sarebbe diverso. Non mi rispondo.

Credo che ci voglia uno sforzo coordinato (e ben finanziato) da parte di INGV da una parte, dipartimenti di Geologia Marina, Geofisica e vulcanologia delle varie università italiane dall'altro e che il punto di partenza essenziale sia la costruzione di altri sismografi specificamente ideati per lavorare sul fondo marino come quello, costruito interamente dall'INGV, che è stato calato sul Marsili

Entro solo in un dettaglio: visto che Bortolaso ha seguito Boschi nelle sparate sul Tirreno, tanto per darvi la concezione che ha la protezione civile della geologia marina vi segnalo il sito http://www.protezionecivile.it/cms/print.php?dir_pk=1337&cms_pk=17905 dove si legge: Il bacino tirrenico è la parte più profonda del Mediterraneo Occidentale: la Fossa del Tirreno raggiunge i 3800 metri di profondità.

Sono 30 anni che sapevo che era una piana abissale e non una fossa.... mah.... continuo ad esserne convinto...

E voi volete affidare alla protezione civile che non distingue una fossa da una piana la ricerca geologica?????

Terremoti, vulcani e mass-media

Mi riallaccio al post scritto da poco su scienza e comunicazione perchè il risvolto mediatico delle ultime vicende sismiche e vulcaniche meritano una certa attenzione

Il 13 aprile si è verificato un terremoto piuttosto forte in Cina, di poco successivo a quello della Baja California. Dopo la catastrofe di Haiti, dovuta ad una scossa di magnitudo simile a quella cinese (7.0 contro 6.9) e il terremoto in Cile che è entrato agilmente nella “top ten” dei terremoti da quando esistono le registrazioni, è diffusa nel grande pubblico l'opinione che quest'anno soia caratterizzato da una attività sismica anomalmente alta. Persino nell'Australia sudoccidentale si è registrato una scossa di 5.2 (in Australia i terremoti sono poco frequenti ma raggiungono alle volte intensità molto elevate)

Nella classe di magnitudo tra 5 e 6 la cosa è vera, ma l'anomalia è dovuta alle repliche associate al terremoto cileno, che continuano a tutt'oggi in quella classe dimensionale: se togliamo l'area della rottura del 27 febbraio, nel resto del mondo la situazione è nella norma.

Discorso diverso se andiamo a vedere il numero di terremoti con M=7 o superiore. In media dal 1900 ne avvengono 16 all'anno (quindi più di uno al mese: uno ogni 23 giorni!), un valore medio soggetto ad oscillazioni molto estese: si sono registrati da un minimo di 6 (1986 e 1989) ad un massimo di 32 terremoti del genere nel 1943, quindi tra la metà e il doppio del valore medio.

Veniamo al 2010: quest'anno di terremoti con M uguale o maggiore di 7 ne sono avvenuti già 7, quindi in media uno ogni 15 giorni, il che proiettando questo valore sui 365 giorni porterebbe la cifra annuale a 24 eventi, un livello ragguardevole, anche se pur sempre compreso nel range giusto.

Guardando gli ultimi 365 giorni, ci sono stati 13 eventi del genere e quindi, se non fosse per il primo quadrimestre 2010, l'attività sismica degli ultimi 12 mesi sarebbe addirittura ai minimi storici: nel 2009 il numero totale è 11, di cui ben 5 nel primo trimestre.

E infine, sommiamo i dati del 2010 fino ad oggi con quelli del 2009: abbiamo 18 eventi, uno ogni 26 giorni. Quindi l'attività del primo quadrimestre del 2010 non ha fatto altro che recuperare il basso livello del 2009. Resta comunque che in questo inizio di anno il livello è stato davvero piuttosto alto, sia pure all'interno della normale variazione dei valori, che come si vede è piuttosto ampia.

Niente quindi di drammatico.

Da dove deriva la consapevolezza di una forte attività sismica in questo periodo? Cominciamo con l'osservare la localizzazione dei sismi più forti: una buona percentuale avviene nel Pacifico sudorientale, in un'area essenzialmente intraoceanica, con poche isole e pochi abitanti e quindi non c'è nel grande pubblico la consapevolezza che sia avvenuto qualcosa: ad esempio alzi la mano chi, tolti gli addetti ai lavori e gli appassionati del genere, sapeva in corrispondenza del terremoto di Haiti che c'era appena stato il 3 gennaio un 7.2 alle isole Salomone, in cui oltre ai danni si era verificato uno tsunami di circa 3 metri di altezza.

La percezione della forte attività sismica in questo periodo è anche dovuta al numero di sismi avvenuti in zone “giornalisticamente” importanti (la parte più abitata del Cile, Haiti – soprattutto per le dimensioni della catastrofe – la California etc etc): se due scosse con M=7 sono distanziate anche di 2 mesi, un tempo quasi triplo rispetto alla media, avvengono in due zone importanti dal punto di vista mediale, la sensazione è che sia un momento molto agitato. Se ne avvengono 3 in un mese tra Salomone, Tonga e Kermadec (cosa peraltro successa) non se ne accorge nessuno.

Il terremoto della Baja California, invece, ha avuto una eco mediatica enorme, compresi filmati girati in diretta, immediate immagini della scarpata generata dall'evento, numerosi rapporti sui movimenti del suolo etc etc. Eppure mi pare di ricordare che ci son stati non più di 5 morti.

La stessa cosa si può dire sull'attività vulcanica.

A parte il can-can suscitato dalle dichiarazioni di Boschi sul Marsili (è molto triste pensare di poter ricevere finanziamenti per studiare un vulcano così solo annunciando gravi minacce...) quest'anno di vulcani finora si era sentito parlare molto poco.

E senza internet probabilmente non avrei neanche saputo niente da due anni a questa parte sulla eruzione, così importante e caratteristica, del Chaiten. Ora accade che si sveglia l'Eyjafjallajokull e nessuno dice niente sui giornali (al solito, tutte le notizie sono state apprese tramite siti specializzati): poi cambia lo stile eruttivo, si blocca il traffico aereo e giù notizie sui vulcani.

Però nessuno ha riportato che proprio in queste ore nelle isole Vanuatu, 3000 persone sono state fatte sfollare dall'isola di Gaua dove il vulcano locale rischia di fare grossi danni,

Quanto al traffico aereo, chi frequenta abitualmente le rotte tra Indonesia, Filippine, Kamchatka e le Aleutine (quindi tra Asia Orientale e USA) sa benissimo che una buona parte dei voli subiscono deviazioni a causa delle frequenti eruzioni con formazione di penacchi di cenere.

Ma, al solito, sui giornali queste notizie non passano, come nessuno, neanche i volatori abituali, sanno dell'esistenza dei vari VAAC (Volcanic Ash Advisor Center) sparsi per tutto il mondo, una rete di osservatori che tramite immagini satellitari, rapporti di piloti e altre osservazioni monitorano l'evoluzione dei plumes vulcanici proprio come supporto alla navigazione aerea. Segno che il problema era noto all'aviazione civile e militare da ben prima dell'eruzione islandese.....

Gli imprevedibili sviluppi dell'eruzione dello Eyjafjallajokull. Cronologia dell'eruzione fino ad oggi

L'eruzione dello Eyjafjallajokull sta prendendo una piega inaspettata fino a pochi giorni fa, quando sembrava esaurita nonostante le perplessità di molti che non credevano alla sua fine. e difatti si è aperta una nuova bocca a una certa distanza dalprimo luogo dell'eruzione.

I vulcani islandesi in generale sono molto tranquilli: emettono lave molto liquide quindi anche se contengono una notevole quantità di gas, non provocano esplosioni (tranne che qualche collasso calderico). Nel mare magnum di lave basaltiche esistono anche alcuni esempi di prodotti più differenziati, riolitici, limitatamente alla zona meridionale.

Ogni tanto, come proprio in questi giorni, succede che da questi vulcani si riversino in atmosfera un enorme quantitativo di ceneri. 

Un altro rischio che presentano è quello dell'improvviso disgelo di una massa di ghiaccio provocato dal magma che erutta al di sotto. E la cosa non è improbabile, visto che i ghiacciai coprono l'11% della superficie dell'isola.

Anche l'Eyjafjallajokull in questo mese ne ha provocati due. Negli anni'90 ce n'è stato uno piutosto grave sempre in Islanda. Il caso più grave degli ultimi anni è quello del Nevado du Ruiz, il cui risveglio causò l'alluvione che distrusse la cittadina di Armero, nel 1985. Il fenomeno è talmente comune in islanda che la lingua locale li definisce con un termine specifico: jökulhlaups. Particolarmente noto quello del 1918 causato dall'eruzione del Katla, proprio vicino all'Eyjafjallajokull: la massa di acqua e la sua violenza trascinò in mare una quantità di sedimenti tali da far avanzare di  4 km la linea di costa.

L'Islanda altro non è se non l'unica parte emersa della dorsale medioatlantica. Per essere emersa è evidente che sotto all'isola ci sia una zona in cui la produzione di magmi è molto più elevata rispetto al resto della dorsale.

Le eruzioni dei vulcani islandesi hanno avuto spesso delle conseguenze sul clima europeo: in particolare l'eruzione del Laki nel 1783 che fu una degli episodi più drammatici della storia dell'isola. Diversi fattori contribuirono a questo. Innanzittutto l'enorme quantità di magma,quasi 15 km cubici di materiale. A questi ovviamente si devono associare le ceneri ma soprattutto i gas: decine di milioni di tonnellate di gas contenenti zolfo ammorbarono l'atmosfera e provocarono la morte dei vegetali e, di seguito, quella dei bovini. Per cui morì anche buona parte della popolazione.

Soprattutto, la eccezionalità dell'evento sta che non ha interessato un vulcano preesistente, ne ha formato un nuovo cono: l'eruzone ha formato tutta una serie di crateri lungo una frattura di parecchi km: è stata quindi provocata dalla risalita di una bolla di grosse dimensioni con il magma che probabilmente è riuscito a incunearsi lungo molte delle fratture della crosta più superficiale di quell'area dell'Islanda.

Le conseguenze di questa eruzione non si sono limitate all'Islanda: nel mentre che si vocifera di alterazioni del clima monsonico in Asia orientale, è sicuro che le ceneri si sono diffuse in una buona parte dell'Europa occidentale, dall'Inghilterra alla Slovacchia. Quella estate è infatti nota dalle cronache inglesi come la sand-summer). Le ceneri formarono una nebbia tale da bloccare le navi in porto nei giorni successivi all'8 giugno. L'eruzione si concluse nel gennaio dell'anno successivo. Ne seguirono un clima particolarmente strano e un aumento della mortalità, specialmente per chi aveva già problemi respiratori.

Qualche tempo fa ho letto la cronaca di quei giorni a Parigi, scritta da Benjamin Franklin, che era stato inviato in Francia come diplomatico. L'americano si lamentò di una nebbia sulfurea che avvolse la città in una cappa per tutta l'estate e gli faceva bruciare gli occhi. In quell'epoca non c'erano aerei, ma proiettandola alla situazione attuale quella eruzione avrebbe provocato parecchi giorni di interruzione dei voli, non tanto per la visibilità, quanto per i rischi di particelle molto abrasive disperse nell'aria e che avrebbero di conseguenza danneggiato le turbine degli aerei.

Nel Nordamerica, non raggiunto dalle ceneri a causa della circolazione dei venti, le conseguenze ci furono nell'inverno successivo, il più freddo della storia degli Stati Uniti almeno nel New England, inverno che fu molto freddo anche in Europa, seguito ad un'estate in cui aumentarono anomalmente i temporali.

Ci sono altre possibili correlazioni fra i vulcani islandesi ed il clima in Europa: per esempio un clima piuttosto freddo è associato all'eruzione dell'Hekla del 1159 AC.

Considerando che da molti giorni si susseguono colate di fango alimentate dallo scioglimento dei ghiacciai e che oltre ai detriti vengono trasportati persino blocchi di ghiaccio, la situazione nell'area è veramente difficile.

 

Intanto cominciano i primi allarmi sulle possibili conseguenze climatiche dell'eruzione. Ritengo che sia troppo presto per farlo, ma se l'eruzione continuasse ancora con questa violenza, allora gli allarmi potranno essere senz'altro più fondati.

Vediamo adesso la cronologia di questa eruzione, grazie alle descrizioni puntuali di Erik Kemetti e di Ralph Harrington. E' molto interessante vedere come alla fine di marzo si stava concludendo quella che poi è diventata chiaramente una prima fase dell'attività, che poi si è spostata altrove.

3 marzo: arrivano le prime notizie su un possibile risveglio dell'Eyjafjallajökull. Uno sciame sismico con una intensità massima di M=3 si è scatenato all'inizio del mese nella zona. Ci sono anche delle deformazioni nel terreno. Il tutto segue ad una certa attività sismica nell'oceano a sud dell'isola, lungo la dorsale di Rejkyanes

19 marzo: molte scosse sismiche nella zona dell'Eyjafjallajökull. Gli ipocentri stanno progressivamente diventando sempre più superficiali. L'eruzione è considerata imminente

20 marzo: inizia l'eruzione: sulle pendici dell'Eyjafjallajökull si produce una frattura lunga 500 metri dove si collocano alcune fontane di lava. Dal 4 marzo l'area era sottoposta a intensa deformazione (anche 1 cm al giorno). Per fortuna il magma si apre la strada in una zona priva di ghiacci

21 marzo: per precauzione viene chiuso lo spazio aereo islandese

22 marzo: si produce un pennacchio che arriva a 8.000 metri di altezza

24 marzo: i vulcanologi islandesi commentano che questa eruzione potrà continuare per diversi mesi. La zona attorno alla frattura si riempie di webcam per la gioia degli appassionati, mentre il pennacchio è decisamente in ribasso

29 marzo: “business as usual”

31 marzo: si apre una seconda fessura da cui fuoriesce magma

3 aprile: le due vene continuano a eruttare con una folla di turisti a guardare

7 aprile: l'attività eruttiva è in netto calo

 12 aprile: l'attività sembra terminare. La cosa come dice Erik klemetti, è un po' strana perchè le eruzioni lineari di solito durano parecchi mesi. L'autore di “volcanism” così si chiede se è possibile che il magma abbia trovato un'altra via e che nei prossimi giorni succederà qualcosa

13 aprile. Una serie di piccole scosse sismiche viene registrata nella zona del ghiacciaio in corrispondenza dell'Eyjafjallajökull. Le autoritò, piuttosto preoccupate, stanno pensando all'evacuazione della popolazione. C'èquindi la sensazione che le cose stiano peggiorando

14 aprile: si avverano i peggiori timori: il magma ha trovato una nuova via d'uscita sotto il ghiacciaio Eyjafjallajökull. Inizia l'emissione di una forte quantità di cenere. Sul ghiacciaio si apre un cratere di 220 metri di larghezza. Il pennacchio comunque p costituito soprattutto da vapore (l'acqua del ghiacciaio)

15 aprile: mentre il pennacchio raggiunge l'altezza di 8.000 metri, per la prima volta gli effetti dell'eruzione si sentono anche fuori dall'Islanda:  nella foto si vede distintamente la nube vulcanica, orientata verso SE che contrasta con la perturbazione praticamente perpendicolare posizionata sulla Norvegia. Vengono evacuati i pochi abitanti della zona. Sembra che di lava ce ne sia poca e che il pennacchio nasca dalla presenza di una ingente quantità di acqua

16 aprile: si espande la zona di interdizione dei voli a quasi tutta l'Europa Centrale. Praticamente solo nella UE restano aperti i soli spazi aerei di Italia, Spagna Portogallo, Romania (ancora per poco?) e Grecia.

Mentre scrivo arriva la notizia di una possibile chiusura anche dei cieli italiani.

L'ufficio meteorologico islandese precisa che il pennacchio sopra all'Eyjafjallajökull continua ad essere alimentato, arrivando a 5 km di altezza e a causa dei venti da NW migra fino ad essere riconosciuto su norvegia, Svezia, Russia nordoccidentale, Polonia,Germania, Francia e Inghilterra. Non c'è alcuna indicazione di una diminuzione della produzione di cenere né dell'intensità dei venti. Un comunicato poco tranquillizzante, quindi, nonostante la riduzione dell'altezza.

Il vulcanismo della Toscana

Il sottosuolo dell’area di Larderello, dove fin dall'antichità erano noti i soffioni (ora più noti come Geyser) è uno dei più studiati al mondo e la ricerca di fluidi geotermici è ovviamente il fattore scatenante di queste ricerche. Recentemente la produzione di energia geotermoelettrica si è estesa al Monte Amiata.

Apparentemente la cosa può sembrare strana, visto che i geyser sono associati ai vulcani ed in Toscana di vulcani attivi a prima vista non ce ne sono. Ma solo a prima vista, perchè la Toscana è realmente teatro di una intensa attività vulcanica da quasi 8 milioni di anni. I numerosi corpi vulcanici, sia intrusivi che effusivi, inquadrata nella PMT (Provincia Magmatica Toscana) si sono formati in questo periodo e hanno anche rivestito un ruolo particolarmente importante nella storia umana per le mineralizzazioni a loro correlate, già sfruttate in epoca etrusca. Comunque verso il 1282 a Larderello ci sarebbe stata una eruzione vulcano-freatica che avrebbe formato un cratere, ora occupato dal lago Vecchienna.<

Il Monte Amiata è per adesso l'ultimo episodio della serie ed è effettivamente molto recente, dato che la sua attività è databile fra i 300 e i 180 mila anni fa; il calore geotermico che viene sfruttato è quello della sua camera magmatica, ancora a temperatura elevata.

A Larderello i fluidi geotermici si originano da una massa magmatica che circa 3,8 milioni di anni fa si è intrusa a bassa profondità nella crosta, senza arrivare in superficie e che non si è ancora del tutto raffreddata perchè fra essa e la superficie c'è un grosso spessore di argille impermeabili che ha impedito lo scambio termico guidato dall'acqua.

E che ancora il processo che ha portato alla formazione di questi magmi non si è concluso lo dimostrano i dati sul flusso di calore dall’interno della terra, che in Toscana Meridionale raggiunge valori fra i più alti di tutto il globo terrestre. Naturalmente si tratta di un valore medio dell'area che prescinde da quelli, straordinariamente elevati, che contraddistinguono le due aree geotermiche. Questo rivela che al di sotto della parte meridionale della regione il mantello terrestre è molto più vicino alla superficie del normale (circa 25 km) e la crosta è più sottile.

Tolte Gorgona e Pianosa le altre isole dell'Arcipelago Toscano sono di origine magmatica. Capraia in particolare è quello che resta di un grande vulcano attivo quasi 7 milioni di anni fa. Giglio, Montecristo e il Monte Capanne sull'isola d'Elba sono invece magmi solidificatisi all'interno della crosta ed esumati sia per l'erosione che per il cosiddetto “denudamento tettonico”, cioè una estensione della crosta che porta alla luce zone che erano sotto all'area che si è allargata.

Alla PMT sono stati recentemente assegnati anche il Monte Vercelli, una montagna sottomarina 50 km a sud del Giglio e, nel Lazio, il Vulcano della Tolfa, i Monti Cimini qualche altro piccolo centro. Il magmatismo laziale più noto (Bolsena, Colli Albani etc etc) ha prodotti ed origine significativamente diversi da quelli toscani.

I vulcani veri e propri, cioè le manifestazioni documentate di magmatismo subaereo, oltre a Capraia e Amiata, si trovano a Radicofani (ben visibile nella foto), la Tolfa, Torre Alfina, Roccastrada e San Vincenzo. Contrariamente a quelli della provincia laziale quelli toscani non hanno proceduto alla formazione di caldere, se si eccettuano i Monti Cimini. Quindi le eruzioni non hanno avuto l'effetto di svuotare la camera magmatica (che appunto sull'Amiata è ancora calda) e provocare il crollo della crosta sovrastante.

STORIA DEI MAGMI TOSCANI: tutto comincia dopo la collisione continentale tra il blocco sardo-corso e la microplacca Adriatica che ha generato l'Appennino settentrionale. Il primo episodio assimilabile alla PMT è a Sisco, sul “dito” della Corsica ed ha un'età molto antica: quasi 15 milioni di anni. Consiste di rocce un po' strane, i lamproiti,rocce provenienti dal mantellO Non tutti gli Autori sono d'accordo, soprattutto per la differenza di età, ad includere Sisco nella PMT. Generalmente si assiste ad uno spostamento verso Est dell'attività: per esempio 7 milioni di anni fa interessava la parte tirrenica (Capraia, Montecristo, monte Vercelli); 5 milioni di anni fa era all'altezza della costa attuale e 1 milione di anni fa l'attività si è spostata tra la Valdorcia e l'alto Lazio, ben all'interno della Toscana. In pratica hanno seguito a distanza il progradare della catena, che come è noto ha interessato nell'Oligocene le zone attualmente lungo la costa tirrenica e adesso si trova lungo l'attuale spartiacque appenninico.

I PRODOTTI MAGMATICI: i magmi della PMT sono un po' strani. Una buona parte mostra buone affinità con le serie shoshonitiche o calcacaline, tipiche di un ambiente di arco magmatico come il Giappone o le Ande, magmi che si formano nella crosta. Però oltre a questi ci sono altri magmi che raccontano una storia molto diversa: quella di liquidi provenienti dalle profondità del mantello.

Ci sono prove chimiche notevoli in molti apparati che addirittura questi due magmi si siano mescolati. Al Giglio poi si vede come alcuni filoni lamproitici di provenienza mantellica siano ben posteriori alla solidificazione della massa principale, che – a parte i fenomeni di ibridazione –, è un tipico prodotto di fusione parziale piuttosto spinta di una crosta continentale profonda.

INQUADRAMENTO GEOLOGICO: e qui si va sul difficile, non essendoci ancora un accordo generale fra i vari Autori, che seguono due linee di pensiero distinte

Alcuni propendono per un semplice meccanismo di arco – fossa, legato alla subduzione della crosta adriatica sotto quella toscana. E' una soluzione tettonicamente accettabile, anche se non spiega alcune cose, in particolare la mancanza di un vero e proprio bacino di retroarco (che non può essere certo il bacino provenzale, nato ben prima) e la associazione di magmi di anatessi crustale (fusione parziale della crosta) con altri di provenienza mantellica. Lo schema è quello della figura qui accanto.

Inoltre gli ultimi profili sismici hanno evidenziato più che una subduzione della litosfera adriatica sotto quella toscana che questi due settori, di cui quello toscano a “crosta assottigliata” sono piuttosto due zone adiacenti e che la tettonica di superficie è diversa da quella profonda.

Pertanto la soluzione che va per la maggiore adesso è che l'input alla formazione dei magmi della provincia toscana l'abbia dato la risalita del mantello superiore al di sotto della Toscana Meridionale. Questi, molto caldi, hanno a loro volta fuso parti della crosta sovrastante, che quindi hanno formato i prodotti granodioritici o riolitici della maggior parte dei corpi vulcanici toscani.

LA PARTICOLARE COMPOSIZIONE DEL MANTELLO SOTTO LA TOSCANA. I magmi mantellici toscani sono sicuramente a composizione basaltica ma rispetto ai basalti alcalini normali, tipici di zone a crosta sottile che sovrastano una risalita del mantello, hanno delle differenze notevoli nel chimismo, che per certi versi ricorda quello dei magmi crustali. Il fatto viene spiegato con una semplice considerazione tettonica: il mantello toscano è stato interessato per ben due volte in tempi recenti da due piani di subduzione, quello alpino diretto verso Est, a cui si è sommato quello appenninico diretto a ovest. La presenza di questi pacchi di materiale crustale spiega quindi i motivi di questa anomala composizione