Come si innescano le eruzioni sommitali e laterali?
Innanzitutto, bisogna fare una breve premessa: qualsiasi attività vulcanica, dagli eventi definiti “parossistici” fino alle spettacolari eruzioni esplosive di tipo “pliniano”, è dovuta direttamente o indirettamente alla liberazione più o meno violenta dei gas disciolti nel magma.
Attività eruttiva al Cratere di Sud Est 01/04/2021
Il modo in cui si manifesta la separazione di questi gas dal resto della massa fusa dipende dalla viscosità del magma e dalle condizioni chimiche e fisiche che determinano la sua risalita all’interno del sistema vulcanico.
Molti vulcani, tra cui l’Etna, presentano un’attività mista: effusiva ed esplosiva.
Per comprendere meglio la dinamica di risalita e cosa succede ai magmi all’interno dei condotti eruttivi, è necessario familiarizzare con il concetto del rapporto tra la Pressione interna e la Pressione esterna. La prima è dovuta alla somma delle tensioni esercitate dai gas disciolti nel magma mentre la seconda è la pressione che si oppone alla pressione interna (dovuta essenzialmente dalla pressione esercitata dalla profondità a cui staziona il magma).
In condizioni di equilibrio, il rapporto tra Pinterna e Pesterna tende ad assumere un valore prossimo ad 1.
A grande profondità, la Pesterna è data dalla somma della Pressione idrostatica della colonna magmatica sovrastante a cui bisogna andare a sommare la resistenza data dalla viscosità del magma stesso.
Se per ragioni geodinamiche, ovvero legate a processi che avvengono all’interno delle porzioni medio-superficiali della crosta, la colonna magmatica viene a portarsi ad una profondità minore, il rapporto Pinterna /Pesterna tenderà a variare verso dei valori superiori all’equilibrio, e conseguentemente la Pesterna diventerà inferiore alla somma delle Tensioni esercitate dai gas disciolti nel magma. Per ristabilire la condizione di equilibrio, un’enorme quantità di gas si libera andando a formare delle bolle dette “Slug” che innescano la vera e propria risalita del magma lungo i condotti eruttivi, creando le condizioni fisiche per l’innesco di una nuova attività vulcanica.
Flussi lavici in raffreddamento in direzione della Valle del Bove, al seguito dell’evento parossistico del 16 febbraio 2021
L’Etna è caratterizzata da un’attività persistente, tipica dei vulcani a condotto aperto e a magma poco differenziato rispetto al magma primitivo; tale attività consiste nella liberazione di gas, ad intervalli di tempo più o meno regolari, alla superficie di “contatto” tra la colonna magmatica e l’atmosfera, generando esplosioni che espellono brandelli di magma all’esterno del condotto vulcanico. Queste esplosioni vengono definite col termine scientifico “attività stromboliana”. Questo tipo di attività è dovuta ad una fluttuazione intorno all’equilibrio termodinamico tra Pesterna e Pinterna e può persistere a lungo finché non viene turbata da eventi esterni al sistema.
Fontana pulsante del Cratere di Sud Est la notte del 24 marzo 2021
Sull’Etna, in seguito alla rottura dell’equilibrio della fase di attività persistente, si verificano degli eventi eruttivi tipici dei vulcani a condotto aperto. Ciò avviene generalmente attraverso l’apertura di una fessura eruttiva in profondità all’interno del sistema profondo del vulcano, nella quale il magma va ad iniettarsi determinando un brusco abbassamento della colonna magmatica nel condotto centrale e provocando la diminuzione della Pidrostatica .
Le eruzioni sommitali (o terminali) di magmi poco viscosi rappresentano la risposta violenta ad un rapido abbassamento della colonna magmatica in seguito all’aprirsi di una fessura eruttiva che non raggiunge la superficie. L’intensità di un’eruzione terminale dipende dalle dimensioni di tale frattura e dalla velocità con cui si apre.
La fase più intensa del parossismo del 16 febbraio 2021 al Cratere di Sud Est
L’evoluzione di un’eruzione terminale può essere schematizzata nel modo seguente: in seguito all’abbassamento della colonna magmatica, l’attività persistente si riduce ad emissione di gas e vapori dai condotti superficiali del vulcano. Spesso può accadere che le rocce che costituiscono le pareti di un condotto possono franare, otturandolo e dando l’impressione che il vulcano non sia attivo, dato che non si ha evidenza di alcun tipo di attività eruttiva. A questo punto, il magma più profondo, già saturo in gas, va in “soprassaturazione”, cioè comincia a formare una schiuma nelle porzioni più superficiali del livello del magma stesso all’interno del condotto vulcanico. Una forte esplosione svuota il condotto precedentemente riempito dal materiale franato, permettendo al magma di risalire molto rapidamente iniziando una vera e propria fase “parossistica”: brandelli di lava, lapilli, ceneri e bombe vengono espulsi a grande velocità veicolati dalla pressione dei gas stessi, aumentando l’intensità al punto da formare spettacolari fontane di lava. L’intensità di quest’attività va man mano diminuendo, finché tutto il magma ha avuto modo di degassare. Dopo questa fase segue un periodo di esaurimento dell’attività eruttiva che può durare da giorni fino a diversi mesi, in base ai tempi di ricarica del sistema profondo del vulcano.
Per quanto riguarda le eruzioni laterali, il meccanismo di innesco è abbastanza diverso.
Queste sono precedute talvolta da intensi sciami sismici e notevoli deformazioni del suolo lungo un determinato settore del vulcano, fattori che comportano l’apertura di fratture eruttive radiali rispetto all’area sommitale. Queste fratture, se arrivano a propagarsi fino in superficie, possono dar luogo ad eruzioni laterali.
La colonna eruttiva del 21/03/21
In questi casi, il magma all’interno dei condotti vulcanici penetra direttamente nella frattura di neo-formazione, contribuendo alla sua apertura fino a raggiungere la superficie. L’inizio dell’eruzione è caratterizzato da violente esplosioni che scagliano in aria le rocce che ostruiscono il passaggio del magma (la cosiddetta “breccia di apertura”) e successivamente scorie e brandelli di lava che, accumulandosi lungo la fessura, producono dei coni di materiale piroclastico (noti come coni avventizi). Dalle bocche eruttive poste a quote più elevate lungo la frattura avvengono le esplosioni più intense, mentre dalla parte più bassa vengono emesse colate di lava che possono raggiungere anche notevoli distanze dal punto di emissione. Come descritto in precedenza per le eruzioni terminali, a questa fase segue una sensibile diminuzione della Pidrostatica ed un abbassamento della colonna magmatica nel condotto centrale.
Il tempo e le modalità di un’eruzione laterale sono funzione delle variabili termodinamiche che comandano il sistema e, fin quando non verrà raggiunto un nuovo stato di equilibrio, l’eruzione continua fino al completo esaurimento dei gas e dei fattori che ne determinano l’attivazione.
Salvatore Caffo
