Jules Verne, è noto per delle predizioni incredibili come l’astronave per la Luna che parte dalla Florida con 3 uomini e i retrorazzi, il sommergibile del Capitano Nemo molto simile a quello che ha conquistato il Polo Nord (il quale non casualmente si chiamava USS Nautilus), i palazzi di vetro con l’aria condizionata, la televisione ed altro (ci sono anche cose che non ha azzeccato ma vabbè..). Adesso è possibile che ne abbia azzeccata un’altra: in uno dei suoi più celebri romanzi, l’Isola Misteriosa, un vulcano sta risvegliandosi e a causa di una frattura l’acqua dell’Oceano Pacifico entra in contatto con il magma; di conseguenza il vulcano esplode distruggendo l’isola. Il fatto è che la fortissima eruzione dell’Hunga Tonga del gennaio 2022 potrebbe essere avvenuta come Verne descrisse la fine dell’Isola Lincoln.
Il nome del vulcano Hunga Tonga-Hunga Ha'apai alle isole Tonga è complesso perché le piccole isole di Hunga Tonga e Hunga Ha'apai fanno parte fanno parte dello stesso vulcano in quanto costituiscono le uniche parti emerse di quanto rimane del bordo di una caldera in gran parte sottomarina di circa 6 km di diametro (la trovo un pò esagerata questa cosa, ma d'altro canto, non avendo un nome geografico tipo Mugello o Valdarno superiore, la vallata dove c'è anche Firenze si chiama "bacino di Firenze, Prato e Pistoia", ma qui si tratta di toscani e quindi meglio evitare le solite proteste campanilistiche...).
Da quelle parti, tra la Nuova Guinea e la Nuova Zelanda passando per le isole Figi e Tonga, di vulcani attivi, spesso sottomarini (e in genere pure senza nome) ce ne sono parecchi, più o meno allineati fra loro. Devono la loro esistenza alla subduzione della placca del Pacifico sotto quella australiana. Sono quindi tipici vulcano di arco insulare (peraltro quello delle Tonga è un arco… diritto). Tale vulcanismo in genere si presenta con attività esplosiva e produzione di ceneri e lapilli più che di colate laviche. L’Hunga Tonga (chiamiamolo solo così) non fa eccezione e ha spesso fatto sconquassi: ovviamente prima dell’arrivo degli occidentali le datazioni non sono precise e quindi per esempio l’ultima eruzione “maggiore” è datata tra il 1040 e il 1180. La prima eruzione di cui esiste una testimonianza diretta è del 1912 (Cronin et al., 2017); dopo di questa ce ne sono state almeno 5, fino a quella del 2014 – 2015, durante la quale in meno di 3 settimane si è formata una terza isola, che accrescendosi si è poi unita a Hunga Ha‘apai.
L'ERUZIONE DEL GENNAIO 2022. La nuova attività è iniziata la mattina del 20 dicembre 2021 ed è proseguita con emissioni di ceneri e nuvole di gas; la colonna eruttiva è arrivata inizialmente a 12 km di altezza per poi diminuire ed è proseguito l’accrescimento dell’isola nata nel 2015. Poi la situazione è precipitata: il 14 gennaio 2022 è iniziata una forte eruzione nella parte subaerea che ha prodotto una colonna eruttiva alta 20 km, i cui prodotti sono ricaduti anche nelle isole vicine. Questa nuvola ha conquistato a mani basse il record mondiale per la produzione di fulmini: sono una cosa comune nelle nubi vulcaniche (in materia avevo scritto questo post). ma qui la rete del Global Lightning Detection network GLD360 ha registrato fino a 200.000 fulmini all’ora (qui il filmato della Reuters, è un pò lungo ma merita).
Il 15 gennaio 2022 con un nuovo parossismo la colonna eruttiva è arrivata “solo” a 15 km ma stavolta si è verificata l’esplosione che ha distrutto la nuova isola, ha innescato onde d'urto attraverso l'atmosfera e provocato uno tsunami ben rilevato in tutto l'Oceano Pacifico. L’eruzione si è presentata immediatamente al di sotto della superficie del mare e probabilmente questa è la circostanza che ha scatenato questi fenomeni.
Questo tsunami è stato un po' particolare: in caso di esplosione di un vulcano in genere si producono onde di tsunami ad alta frequenza, molto corte ed estremamente distruttive nei dintorni ma che non sono state capaci di propagarsi “decentemente” a distanza, come dimostra lo tsunami dello stretto della Sonda dovuto all’eruzione del Krakatoa nel 1883, distruttivo solo nelle vicinanze del vulcano. Invece si è trattato di uno tsunami dalle caratteristiche “normali”, come avviene in caso di terremoti e frane sottomarine: in questi casi si producono onde a bassa frequenza che si propagano a grande distanza. Anche questa caratteristica rende l’eruzione del 2022 un po' particolare.
UN’ONDA SISMICA ANOMALA PRIMA DELL’ERUZIONE. Horiuchi et al (2024) analizzando i dati sismici delle stazioni di Figi e Futuna, entrambe distanti oltre 700 km dal luogo dell’esplosione, hanno notato un'insolita onda di Rayleigh. Nessun dubbio sul luogo di origine, ma i sismogrammi evidenziano come questa sia partita intorno alle 3:45 UTC; l'ora esatta di inizio dell'eruzione rimane dibattuta, anche se c’è un sufficiente consenso su un orario poco successivo alle 4:00 UTC.
L'onda stessa è la prima anomalia; la seconda anomalia è che le onde di Rayleigh sono il tipo più importante di onde di superficie e oltre a terremoti sono associate ad esplosioni (naturali e non) e a vari tipi di attività antropica e quindi accompagnano spesso eruzioni vulcaniche e terremoti, ma nell’attività vulcanica in genere le onde di Rayleigh sono impercettibili e vengono rilevate solo a breve distanza dal vulcano e non come in questo caso a oltre 700 km.
COME POTREBBE ESSERSI ORIGINATA QUESTA ONDA DI RAYLEIGH? L’eruzione dell’Hunga-Tonga potrebbe non essere stata un evento istantaneo: questa onda precorritrice dovrebbe aver segnalato l'inizio di un processo sotterraneo culminato poco dopo nell'eruzione. Secondo Horiuchi et al 2024 questa onda sismica è il risultato di una frattura improvvisa all'interno di una porzione debole della crosta oceanica sotto la parete della caldera del vulcano. Tale rottura avrebbe permesso all'acqua di mare di mescolarsi violentemente con il magma in uno spazio vicino alla camera magmatica del vulcano, creando le condizioni che alla fine hanno innescato l'eruzione.
Quindi è facile interpretare questo evento come un precursore precoce insolitamente forte dell'eruzione secondo questa serie di eventi come illustra l'immagine da Horiuchi et al (2024):
1. il magma si trova ad alta pressione sotto alcune parti della zona debole circolare
2. la fratturazione genera il precursore intorno alle 03:45
3. magma, gas e fluidi magmatici e acqua di mare entrano nella zona fratturata nella frattura
4. l’interazione magma-acqua innesca l'eruzione esplosiva
Insomma, i fatti si sarebbero svolti esattamente come Verne ha descritto l’esplosione del vulcano dell’isola Lincoln.
RICADUTE POSSIBILI DI QUESTA IPOTESI. I vulcani insulari e quelli sottomarini sono estremamente pericolosi proprio per la loro potenzialità tsunamigenica, anche se in genere - come detto - senza il verificarsi di frane sottomarine i danni maggiori dovrebbero rimanere circoscritti ad un “intorno significativo”. Ma per chi sta in quell'intorno il problema può diventare parecchio grave. Se poi un vulcano è del tutto sommerso la sua sorveglianza è attualmente complicata.
Però la formazione di una caldera è un evento raro dal punto di vista della storia umana, e quindi è stata osservata in modo scientifico in pochi posti. Un segnale precoce costituito dall’arrivo di una onda di Raileigh potrebbe quindi segnalare l’imminente esplosione.
Riconoscere tali segnali di eruzione precoce potrebbe offrire un prezioso lasso di tempo per lanciare una allerta tsunami, soprattutto ma non solo per le nazioni insulari e le comunità costiere vicine, in particolare quando il vulcano è sufficientemente lontano da non rendere osservabili i segnali di quello che sta accadendo.
Questa scoperta evidenzia il potenziale delle onde sismiche come indicatori precoci di eruzioni maggiori. Sarebbe perciò importante osservare segnali simili, che quindi potrebbero potenzialmente fungere da avvisi anticipati per eruzioni da vulcani oceanici remoti, con l’enorme vantaggio di avere un po' di tempo per preparare le coste al disastro: anche l’eruzione che ha distrutto nel romanzo di Giulio Verne l’Isola Lincoln sarebbe stata prevista perché probabilmente avrebbe generato una onda di Rayleigh qualche minuto prima dell’esplosione!
BIBLIOGRAFIA CITATA
Cronin et al (2017) New volcanic island unveils explosive past, Eos, 98, https://doi.org/10.1029/2017EO076589.
Horiuchi et al (2024) A Seismic Precursor 15 min Before the Giant Eruption of Hunga Tonga‐Hunga Ha'apai Volcano on 15 January 2022 Geophysical Research Letters, 51, e2024GL111144
Le Mevel et al (2023) The magmatic system under Hunga volcano before and after the 15 January 2022 eruption Science Advances 9, eadh3156 (2023)