Fonte: INGVVulcani

di Emanuela Bagnato

“Ti mostrerò la paura in una manciata di polvere”. La citazione, tratta dal poema ‘La terra desolata’ dello scrittore inglese T. S. Eliot, sembra aver previsto gli effetti che un vulcano islandese in eruzione avrebbe causato sull’aviazione europea nell’aprile-maggio 2010.

Se, esattamente 10 anni fa, vi foste trovati a viaggiare in Europa, sareste stati coinvolti da un evento che paralizzò il traffico aereo per alcune settimane, a cui seguirono altri mesi di ritardi, cancellazioni e disagi vari. Quell’evento fu il risultato dell’ attività esplosiva del vulcano Eyjafjöl, ai tempi sconosciuto a molti ma che passò alla ribalta mediatica a causa della densa colonna di cenere e gas che raggiunse i 10 km di altezza sul livello del mare. La nube vulcanica rapidamente si disperse su gran parte dell’Europa del Nord e delle aree dell’Atlantico settentrionale ad opera dei venti dominanti provenienti da NO verso SE. Le sue traiettorie in atmosfera vennero costantemente monitorate da opportune organizzazioni internazionali, tra cui il Volcanic Ash Advisory Centre di Londra e dai tecnici della UK Met Office, che tramite modelli matematici di dispersione, comunicavano agli enti gestori del traffico aereo la localizzazione e lo spostamento della colonna di cenere  (Figura 1).

Figura 1 – Prime traiettorie di dispersione in Europa della cenere emessa all’interno della colonna eruttiva relativa alla fase esplosiva del 14-15 Aprile 2010 (UK Met Office, 14 Aprile 2010).

 

Il materiale cineritico emesso durante un evento eruttivo di tipo esplosivo è formato da minuscole particelle di vetro vulcanico, altamente abrasive, che possono danneggiare i motori dei veicoli aerei. Per tale motivo, la dispersione in atmosfera della nube di cenere ha avuto un effetto domino sugli scali aeroportuali di mezza Europa. Durante la fase maggiormente esplosiva del vulcano, migliaia di compagnie aerele cui rotte avrebbero dovuto attraversare la zona invasa dalla cenere vulcanica furono costrette a fermarsi o a cambiare traiettoria. Si tratta di una zona che si estende dalla Francia settentrionale alla Finlandia, quindi l’impatto sulla mobilità europea fu importante. Fonti provenienti dall’Eurocontrol, l’ente europeo di controllo dell’aviazione civile, riportano che dal 14 al 20 aprile 2010 il traffico aereo venne interrotto in 23 paesi europei e il 75% della rete aeroportuale europea venne chiusa, con oltre 1 milione di voli cancellati e ripercussioni su 10 milioni di viaggiatori (Figura 2). Un evento di portata storica, che dimostra come anche nel 21° secolo le attività umane siano vulnerabili e fragili di fronte ai fenomeni naturali.

Figura 2  Impatto sul traffico aereo in Europa durante l’eruzione dell’Eyjafjöll (EUROCONTROL, 2010).

 

Il vulcano, situato nella parte meridionale dell’Islanda, è spesso impropriamente chiamato e ricordato con il nome del ghiacciaio che lo ricopre, Eyjafiallajökull, o E15 come pragmaticamente lo chiamano gli inglesi, i quali preferiscono aggiungere il numero delle lettere che seguono l’iniziale “E” dell’impronunciabile nome.

Ripercorriamo quindi, in maniera più dettagliata, le fasi che hanno caratterizzato la spettacolare eruzione del vulcano Eyjafjöll, che in islandese significa “monti delle isole”. Dopo un silenzio di quasi due secoli, l’incremento dell’attività sismica a partire dalla fine del 2009 e della deformazione del suolo nella zona sommitale dell’edificio vulcanico, segnarono l’inizio di una nuova importante fase eruttiva.

L’attività vulcanica ebbe inizio il 20 marzo 2010, con un’eruzione a carattere effusivo sviluppatasi lungo il fianco del vulcano, attraverso una fessurazione lunga circa 500 metri, orientata NE-SO. L’attività effusiva terminò il 12 aprile e, dopo due giorni di quiete, si assistette ad un’attività esplosiva di tipo subglaciale. La violenta frammentazione del magma a contatto con la spessa coltre di ghiaccio ricoprente l’area craterica (spessore superiore ai 200 m), diede il via ad una fase a carattere fortemente esplosivo che generò un’enorme colonna eruttiva ricca di cenere e gas (Figura 3).

Figura 3 – Attività esplosiva al cratere del vulcano Eyjafjöll con formazione di nube eruttiva (foto di P. Scarlato; 21 Maggio 2010)

 

L’attività esplosiva si protrasse per 39 giorni con un’intensità variabile, concludendosi il 22 Maggio del 2010. La fase finale dell’eruzione, che si sviluppò dal 14 Aprile al 22 Maggio, è stata ulteriormente suddivisa dagli studiosi in quattro fasi principali.

La Fase I iniziò alle 05:55 del 14 Aprile con l’emissione di un piccolo pennacchio eruttivo. Durante il giorno, l’intensità dell’eruzione sommitale aumentò gradualmente culminando con l’emissione di una colonna eruttiva ricca di cenere che raggiunse altezze di 9-10 km sul livello del mare. Questa potente fase esplosiva si mantenne tale fino alle prime ore del 18 Aprile, con impulsi più energici che si verificarono il 14, il 16 e il 17 Aprile, principalmente riconducibili al processo di interazione tra il magma e l’acqua derivante dallo scioglimento del ghiacciaio, unitamente ad una variazione composizionale del magma di origine, da basaltico (nella prima fase a carattere effusivo) a riolitico.

La Fase II dell’eruzione ebbe inizio il 18 Aprile e fu caratterizzata da una significativa diminuzione dell’intensità esplosiva e dall’inizio dell’emissione di una colata lavica che durò fino al 4 Maggio. Ad eccezione di un singolo impulso esplosivo registrato il 28 Aprile, questa seconda fase è stata caratterizzata da un livello basso di esplosività associata ad un pennacchio di media altezza (5 km) e povero in cenere .

Dal 5 Maggio cominciò la Fase III, che durò fino al 17 Maggio. Durante questa fase, si registrò un aumento dell’intensità dell’attività esplosiva e la formazione di una colonna eruttiva ricca in cenere a granulometria fine che si innalzò in atmosfera superando i 10 km di altezza al di sopra del livello del mare (Figura 4).

Figura 4 – Pennacchio eruttivo ricco di cenere e gas generato dall’attività esplosiva del 21 Maggio 2010 (foto di D. Andronico)

 

La cenere vulcanica si andò velocemente disperdendo sull’Europa, causando l’interruzione del traffico aereo. Dopo il 18 Maggio, l’attività  andò progressivamente scemando, delineando quella che sarebbe stata la quarta e ultima fase eruttiva (dal 19 al 23 Maggio).

Quale migliore occasione per studiare i prodotti vulcanici emessi e monitorare la fase terminale dell’eruzione? Alcuni ricercatori dell’INGV raggiunsero, quindi, l’Islanda per effettuare delle indagini sul campo, tra cui il campionamento dei prodotti eruttati e delle riprese video per stimare la velocità di deposizione dei prodotti emessi all’interno del pennacchio (Figura 5).

Figura 5 – Ricercatori dell’INGV mentre effettuano osservazioni in situ sull’evoluzione in atmosfera del pennacchio eruttivo (foto di D. Andronico, 21 Maggio 2010)

 

Il lavoro sul campo, confinato in un’area di circa 1200 km2 attorno alle principali bocche eruttive, ha permesso di fare delle stime sull’altezza della colonna eruttiva e sulla dispersione dei prodotti ad essa associati.

Tramite il campionamento di cenere da 6 siti diversi (Figura 6), è stato possibile stimare, inoltre, il tasso di sedimentazione dei prodotti eruttati tra il 18 e il 22 Maggio ed è stata determinata la granulometria, la densità e la composizione chimica dei campioni raccolti.

I risultati preliminari evidenziarono che durante gli ultimi giorni dell’eruzione, il deposito di ricaduta era prettamente composto da cenere molto fine e caratterizzato dalla presenza di particelle eterogenee, alcune altamente vescicolate mentre altre particolarmente dense, ad indicare un magma evoluto dal punto di vista composizionale.

Figura 6 – Ricercatori dell’INGV mentre effettuano il campionamento delle ceneri depositate dal pennacchio eruttivo (maggio 2010, foto di P. Scarlato)

 

Grazie a riprese video ad alta velocità sul campo ed esperimenti di laboratorio, i ricercatori dell’INGV hanno, inoltre, misurato i parametri di dispersione della cenere emessa all’interno del pennacchio eruttivo, la velocità di caduta delle particelle ed approfondito la comprensione dei processi di aggregazione della cenere stessa (Figura 7).

Figura 7 – Ricercatore dell’INGV mentre effettua riprese video ad alta velocità sul campo per stimare i parametri di dispersione della cenere emessa all’interno del pennacchio eruttivo (21 maggio 2010, foto di D. Andronico)

 

Questa fase di attività eruttiva persistente causò non pochi disagi alla popolazione, sia locale che su vasta scala, se consideriamo il blocco senza precedenti della viabilità aerea, la ricaduta al suolo delle ceneri trasportate all’interno della colonna eruttiva e quindi i relativi danni alle colture e all’allevamento. Inoltre, eruzioni come quella del vulcano Eyjafjöll, spesso non si limitano all’emissione di nubi di cenere. Infatti, tra le conseguenze dell’eruzione subglaciale dell’Eyjafjöll, si registrarono anche importanti  inondazioni (chiamate dagli islandesi “jökulhlaups”) generate dallo scioglimento dei ghiacciai sommitali (Figura 8). La più grande inondazione si verificò  all’inizio dell’evento eruttivo, con una portata massima di circa 2000-3000 m3/sec (IMO, Icelandic Meteorological Office). Alcune inondazioni  raggiunsero le pianure intorno al vulcano nella giornata del 14 aprile, rappresentando un grave pericolo per la popolazione locale. Soprattutto quelle formatesi all’inizio dell’eruzione, cariche di detriti vulcanici e blocchi di ghiaccio, avanzavano con una velocità molto elevata (fino a 20 km/h) ed alcune erano addirittura calde. Questo fenomeno ha portato all’evacuazione di circa 800 persone dalle aree di Fljótshlíð, Eyjafjöll e Landeyjar, di cui la maggior parte erano agricoltori locali.

Figura 8 – Inondazioni di acqua e fango generate dalla fusione del ghiacciaio a causa dell’eruzione, che si diffondono nelle pianure intorno al vulcano (14 Aprile 2010; foto credits: Icelandic Coast Guard-Arni Saeberg)

 

Per far fronte all’emergenza legata alla dispersione atmosferica delle ceneri vulcaniche, il 21 maggio 2010 l’Unione Europea stabilì le linee guida valide per l’intero spazio aereo dell’UE. Vennero, pertanto, definite due zone: la No Fly Zone [zona di interdizione al volo], in cui il livello di concentrazione di ceneri era superiore ai 4000 μgm-3, e la Enhanced Procedures Zone [zona che richiede procedure particolari per consentire il volo in sicurezza], in cui il livello di concentrazione di ceneri si manteneva tra 2000 μgm-3 e 4000 μgm-3 .

Misure effettuate sul campo da ricercatori islandesi, unitamente ad apposite tecniche di rilevamento in remoto, hanno evidenziato che circa il 50% delle ceneri emesse durante le fasi esplosive all’interno del pennacchio eruttivo è poi ricaduto per gravità sul suolo d’Islanda, mentre il resto è stato trasportato verso sud e verso est raggiungendo l’Europa e l’Atlantico settentrionale.

Ulteriori preoccupazioni sorsero in merito ai rischi legati alla salute umana associati proprio ai processi di ricaduta al suolo delle ceneri fini. Queste ultime, infatti, rappresentano un veicolo di composti tossici, come zolfo, cloro, fluoro, alluminio. È stato stimato che fino al 30-40% di zolfo e circa il 10-20% di cloro emesso durante un’eruzione esplosiva all’interno della nube, possono essere trasportati tramite processi di adsorbimento sulle superfici delle ceneri sotto forma di sali solubili. Una volta depositatisi al suolo unitamente alle ceneri, questi composti altamente solubili possono, a loro volta, costituire una fonte di inquinamento per i sistemi di approvvigionamento idrico presenti nell’area del vulcano in eruzione.

Oltre alla grande quantità di cenere a diversa granulometria prodotta dall’evento eruttivo in questione, l’attività esplosiva è stata caratterizzata da un’intensa emissione di gas in atmosfera. Tecniche di monitoraggio vulcanico da remoto (DOAS= Differential Optical Absorption Spectroscopy) hanno permesso di stimare flussi di emissione di anidride solforosa (SO2) nell’ordine delle 4500-6600 tonnellate/giorno, accompagnate da 720 mila tonnellate di vapore acqueo, 150 mila tonnellate di anidride carbonica (CO2), 2 mila tonnellate di acido cloridrico (HCl) e meno di 200 tonnellate di acido fluoridrico (HF).

Pubblichiamo questo breve ricordo per sottolineare che la natura prevarrà sempre sulle azioni dell’uomo, il quale dovrebbe adattarsi e rispettare il corso naturale degli eventi. Valutando le due facce d’una stessa medaglia si potrebbe concludere dicendo che, sebbene l’eruzione dell’Eyjafjöll abbia destato preoccupazioni ambientali legate alle ingenti quantità di cenere e CO2 rilasciate giornalmente in atmosfera, di contro, il blocco del traffico aereo ha fatto ragionare sul risparmio del combustibile e sulle ridotte emissioni di gas serra da parte degli aerei rimasti a terra.  A seguito di questa crisi, inoltre, le procedure ed i sistemi di allerta per casi come questi sono stati migliorati a livello mondiale. Compagnie aeree e aziende produttrici in campo aeronautico hanno investito risorse per non farsi trovare impreparati in un futuro prossimo.

Da qualche anno, anche l’INGV in collaborazione con l’ENAC (Ente Nazionale per l’Aviazione Civile) ed il VONA (Volcano Observatory Notice for Aviation), organizza delle esercitazioni basate sulla simulazione di un’eruzione esplosiva con formazione di colonna eruttiva alta più di 10 km e conseguente dispersione in atmosfera dei prodotti eruttivi. Oggi un’attività del genere risulta estremamente importante per affinare la propria capacità di monitorare le eruzioni dei vulcani attivi italiani, nonché per migliorare l’efficacia delle comunicazioni tra l’INGV e gli Enti preposti al controllo del traffico e della sicurezza della navigazione aerea in Italia, in caso di emergenza vulcanica.

link al video realizzato dai ricercatori INGV: http://youtu.be/vYb2Vu8YO-w

Gaetano Perricone

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