E siamo a 4 eruzioni da dicembre scorso più una mancata di poco. La penisola di Reykjanes ci sta abituando in questi ultimi mesi a fasi di deformazione del terreno che precedono brevi episodi eruttivi se non eruzioni annunciate come prossime ma alla fine non avvenute, come nel pomeriggio del 2 marzo, quando il nuovo evento sembrava prossimo, ma poi tutto è rientrato. Comunque il magma ha continuato ad accumularsi sotto Svartsengi e la sera del 16 marzo un annuncio laconico del Servizio meteorologico islandese, competente anche per le questioni geologiche, ha segnalato alle 23.00 italiane circa che una eruzione è iniziata tra Skogfell e Hagafell dopo che alle 14.30 del giorno precedente l’evento era annunciata come prossimo. Faccio quindi un riepilofo della situazione, ricordando che il termine “dicco” e il termine “frattura” dicono più o meno la stessa cosa: il dicco è una lava basaltica che riempie una frattura. La frattura preesistente si può allargare grazie alla pressione del liquido magmatico.
Le prime notizie parlano di una eruzione lineare lungo un segmento lungo quasi 3 km.
Anche se le prime indicazoni parlano di volumi significativi non è detto comunque che il fenomeno continui a lungo.
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| Vulcani e limiti di placca in Islanda dallo Smithsonian Volcanism Program |
PANORAMICA E CONTESTO. L’Islanda è un’area dove la dorsale medio – atlantica affiora in superficie a causa di un eccezionale afflusso di materiale dal mantello sottostante.
Le dorsali medio - oceaniche costituiscono i limiti di placca divergenti dove si crea nuova crosta oceanica e non sono strutture continue ma vengono suddivise in vari segmenti da faglie perpendicolari ad esse, le cosiddette faglie trasformi. Il tratto in verde che passa per la parte orientale dell’isola rappresenta il limite divergente fra la placca euroasiatica e quella nordamericana, per cui è a tutti gli effetti un tratto emerso dell’asse della dorsale medio – atlantica, ed è contrassegnato da alcuni dei vulcani più importanti dell’isola (Bardarbunga, Katla, Grimsvotn etc etc). Inoltre nella sua parte più meridionale si colloca l’area del Laki, dove sono avvenute le due più grandi eruzioni effusive a livello mondiale dei tempi storici: celebre quella del 1783 (Thordarson et al 2003), di cui mi sono occupato svariate volte, ad esempio qui, ma quella del 934 EV fu anche peggiore (Thordarson et al 2001).
La penisola di Reykjanes rappresenta invece parte di un segmento trasforme trasversale all’andamento della dorsale (in rosso), che congiunge il tratto in terraferma della dorsale con il suo proseguimento a sud dell’Islanda, la dorsale di Reykjanes. Quindi anche nella parte meridionale dell’isola passa il limite fra le due placche: la capitale Reykjavik è nella placca americana, la costa meridionale dell’isola in quella europea.
Anche il tratto trasforme è contraddistinto da una fascia vulcanica a cui appartengono nella sua parte orientale diversi complessi come l’Eyjafjallayokull, l’Hekla; ad ovest nella penisola di Reykjanes non ci sono grandi apparati vulcanici: in genere si tratta di eruzioni lineari che avvengono lungo delle faglie dirette SW – NE molto ben visibili dal satellite a causa della scarsa copertura del suolo. Lungo queste faglie troviamo i principali centri vulcanici e l’attività vulcanica si accompagna alla presenza di numerose aree geotermiche.
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| l'attività vulcanica dal 2021 (Parks et al, 2024) |
LA NUOVA FASE DI ATTIVITÀ VULCANICA NELLA PENISOLA DI REYKJANES. L’area presenta fasi di attività vulcanica molto frequente per alcuni decenni, seguita da un intervallo medio tra le attività eruttive di circa 800-1000 anni. Siccome il precedente periodo di attività eruttiva è durato dal 950 al 1240, una riattivazione dell'attività vulcanica dell’area non è giunta inaspettata, essendo passati giusto poco meno di 800 anni.
I primi sintomi di quello che ormai appare chiaro potrebbe diventare un nuovo ciclo di attività sono iniziati nel dicembre 2019 e finora si sono verificati diverse intrusioni di filoni basaltici, che a parte un paio hanno tutte raggiunto la superficie provocando una eruzione. All’inizio a Fagradalsfjall sono stati rilevati terremoti a una profondità compresa tra 3 e 7 km, mentre il primo chiaro segno dell’arrivo di magma è stato rilevato il 21 gennaio 2020, associato a un forte aumento della sismicità e un primo periodo di sollevamento nell’area di Svartsengi. Questa prima intruzione magmatica però non è riuscito ad arrivare in superficie. Ci ha pensato a Fagradalsfjall un anno dopo una seconda intrusione che ha provocato una eruzione a partire dal 19 marzo 2021, con un chimismo piuttosto interessante (ne ho parlato qui). La deformazione del suolo e la sismicità si annidano generalmente in prossimità delle intrusioni (Sigmundsson et al, 2022). I dati geodetici e la modellizzazione indicano che i cinque episodi di inflazione in quest’area verificatisi tra il 21 gennaio 2020 e il 10 novembre 2023 sono centrate sotto al sistema vulcanico di Svartsengi, ma si estendono anhe su una regione molto ampia, fino all’allineameno dei crateri di Sundhúkur a est e si trova sotto la Laguna Blu e la centrale elettrica di Svartsengi).
L'attività negli ultimi 3 anni si è spostata tra Svartsengi e Fagradalsfjall. Durante la precedente fase di attività vulcanica sulla penisola, terminata circa 800 anni fa, l'attività ha interessato anche altri sistemi vulcanici vicini. Sebbene le eruzioni vulcaniche degli ultimi anni siano state finora relativamente piccole, l’attività storica suggerisce un potenziale di maggiori volumi di lava negli anni a venire. Ma come disse Niels Bohr è difficile fare previsioni, specialmente per il futuro. Diciamo che in passato è successo così.
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| schema della dinamica delle eruzioni nella penisola di Reykjanes (Parks et al, 2024) |
INTERPRETAZIONE DEI DATI E VALUTAZIONE DEL PERICOLO. A Svartsengi durante l’iniezione magmatica del 10 novembre (quella che ha inaugurato la serie di eruzioni attuale), la velocità di picco di afflusso di magma è stata di oltre 7000 m3/s (Sigmundsson et al., 2024), due ordini di grandezza maggiore rispetto ai tassi di afflusso massimi dedotti nei dicchi di Fagradalsfjall. Queste informazioni, combinate con la conferma delle misurazioni geodetiche e dei dati sismici che il magma si era stata effettivamente intruso sotto Grindavík, hanno reso necessaria il 10 novembre 2023 la rapida evacuazione degli abitanti della città. Il 18 dicembre, il dominio magmatico di Svartsengi ha nuovamente raggiunto la pressione critica e questa volta è avvenuta l'eruzione, preceduta appena 90 minuti prima da uno sciame sismico precursore. Il picco di afflusso di magma era di circa 800 m3/s. Eventi simili si sono verificati a gennaio e febbraio 2024: in particolare il dicco superficiale responsabile dell’eruzione del gennaio 2024 si è propagato anche sotto Grindavík; da notare che a proposito dell'eruzione iniziata l’8 febbraio l'allarme alla Protezione Civile é stato lanciato appena 35 minuti prima dell’evento, perché solo in quel momento è iniziato lo sciame sismico precursore. Il preavviso dell’eruzione così breve è dovuto soprattutto alle dimensioni del percorso di deflusso del magma di Svartsengi, molto ampie che consentono quindi una portata molto ampia da una profondità molto ridotta. Anche per l’eruzione del 16 marzo i primi sintomi sismici si sono verificati solo a partire da 40 minuti prima dell'evento.
Uno schema che delinea le fonti che alimentano l'attività più recente e i processi coinvolti è visualizzato qui accanto.
Oltre al livello molto più elevato di afflusso di magma e di velocità di estrusione della lava, l’attività attuale a Svartsengi presenta maggiori rischi di quella di Fagradaslfjall, a causa della presenza di beni antropici importanti come la città di Grindavík, la Laguna Blu, la centrale elettrica di Svartsengi e altre infrastrutture critiche.
È stato possibile fornire la tempistica degli eventi di gennaio e febbraio 2024 modellando il segnale di nuovo sollevamento e assumendo che il volume perso dal dominio magmatico di Svartsengi durante l'evento precedente debba essere reintegrato prima della nuova intrusione/eruzione.
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| la linea rossa indica la frattura da cui sta fuoriuscendo il magma |
I PERICOLI ASSOCIATI ALL’ATTIVITÀ VULCANICA. Ce ne sono diversi. Quelli più logici sono colate laviche e fontane di lava che pososno raggiungere altezze di qualche decina di metri. Si possono inoltre registrare cadute di lapilli, ma con lave di questo tipo, molto liquide, non si raggiungono spessori importanti come in vulcani dai magmi più acidi.
Un altro aspetto importante sono le emissioni di gas. Magmi così primitivi, cioè arrivati dal mantello senza un periodo prolungato di residenza nella crosta sono carichi di gas come CO2, SO2, HF e quant’altro. La carestia seguita alla grande eruzione del Laki del 1783 è stata scatenata proprio dai composti derivati dalla ossidazione di questi gas. È assolutamente improbabile che si arrivi a livelli del genere, ma le concentrazioni di gas nell’aria potrebbero essere lo stesso piuttosto elevate, implicando pericoli per la popolazione.
Particolarmente importante è il rischio associato alla aperture di fessure eruttive, che come si vede possono verivficarsi con un preavviso minimo. È quindi importante modellizzare con la massima precisione possibile. A difesa di Grindavik sono stati erette delle dighe di materiale ma in gennaio la lava è sgorgata tra queste e la città. Le fratture comportano anche il rischio di crolli e di sviluppo di doline ed essendo l’area vicina al mare e non elevata c’è un forte rischio che il mare possa inondare qualche zona che si abbassa un po' troppo.
Da ultimo i terremoti, che possono raggiungere M 5: essendo estremamente superficiali comportano un rischio importante per gli edifici e la caduta di massi nei pendii.
C'è poi la possibilità, se l'eruzione continuasse per parecchi giorni (cosa tutt'altro che certa), che la lava arrivi in mare. In questo caso l'interazione tra il magma e l'acqua può provocare la formazione di nebbie contenenti acido solforico ed acido fluoridrico in percentuali basse ma pur sempre potenzialmente dannose per la salute (Kullmann et al (1994)
BIBLIOGRAFIA
Kullmann et al (1994) Characterization of air contaminants formed by the interaction of lava and sea water. Environmental Health Perspectives 102/5, 478-482
Parks et al (2024) Parks et al, 2024 Volcano-tectonic activity on the Reykjanes Peninsula since 2019: Overview and associated hazards. Disponibile a questo link
Sigmundsson et al (2022) Deformation and seismicity decline before the 2021 Fagradalsfjall eruption Nature 609, 523-528
Sigmundsson et al (2024) Fracturing and tectonic stress drive ultrarapid magma flow into dikes. Science 383, 1228-1235
Thordarson et al (2001) New estimates of sulfur degassing and atmospheric mass-loading by the 934 AD Eldgja eruption, Iceland Journal of Volcanology and Geothermal Research 108, 33-54
Thordarson et al (2003) The Laki and Grimsvotn eruptions in 1783 - 1785: a review and a re-assessment J. Geophys. Res. - Atmos. 108 (33 - 54)
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