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Applicato un moderno approccio multidisciplinare per comprendere l’origine del Nuovo Cratere di Sud-Est dell’Etna. A renderlo noto, uno studio firmato INGV e Università Roma Tre, recentemente pubblicato su Frontiers in Earth Science


Perché i vulcani cambiano? Cosa li rende tanto "instabili" in corrispondenza delle bocche sommitali? Un team di ricercatori dell’Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (INGV) e dell’Università Roma Tre risponde a queste domande, ripercorrendo la storia del Nuovo Cratere di Sud-Est dell'Etna, di recente formazione.
Lo studio (http://journal.frontiersin.org/article/10.3389/feart.2016.00067/full) è stato pubblicato sulla rivista Frontiers in Earth Science.
I vulcani di solito eruttano dalla loro cima, da uno o più crateri sommitali. Un’attività che si manifesta, in genere, in modo “persistente”, quasi continuo nel tempo, e utilizza le bocche già presenti sulla cima del vulcano. Proprio per questo, è molto raro osservare la nascita di un nuovo cratere sommitale permanente e, ancor più eccezionale, come in questo caso, vedere una nuova bocca rimpiazzare le bocche precedenti.
“L’Etna è uno dei pochi vulcani al mondo in cui è stato possibile cogliere e monitorare la nascita di una nuova bocca eruttiva sommitale, avvenuta nell’ultimo decennio”, afferma Marco Neri, coordinatore del lavoro e primo ricercatore presso l’Osservatorio Etneo dell’INGV (INGV-OE). “In realtà, nuove bocche sommitali si erano aperte anche nel secolo scorso, ma solo adesso, per la prima volta, siamo riusciti ad applicare un moderno approccio multidisciplinare per monitorare la nascita del nuovo cratere”.
Il Nuovo Cratere di Sud-Est si è formato alla base orientale del più “vecchio” Cratere di Sud-Est, lungo una frattura orientata NO-SE (Nord-Ovest Sud-Est), ripetutamente “iniettata” dal magma nell’ultimo decennio (Figura 1).
“Cresciuto rapidamente sull’orlo della Valle del Bove, a ridosso di una parete a strapiombo alta circa mille metri, il nuovo cono eruttivo risulta intrinsecamente instabile e potenzialmente soggetto a franare. Anche per questo motivo, quindi, è necessario monitorare con estrema attenzione l’evoluzione morfo-strutturale di questo nuovo cratere”, prosegue Neri.
Rilevamenti di terreno e aerei, unitamente a dati termici satellitari e dati di deformazione del suolo con GPS (Global Positioning System) di alta precisione, hanno permesso di definire le variazioni vulcanologiche e strutturali connesse con la formazione di questo nuovo cratere sommitale.
“Le cause di questo evento epocale nella recente storia dell’Etna”, aggiunge ancora il ricercatore, “sono state individuate nella complessa instabilità che caratterizza, in particolare, il fianco nord-orientale del vulcano. L’Etna, infatti, subisce ciclicamente nel tempo dei fenomeni di inflazione (rigonfiamento), seguiti da deflazione (sgonfiamento) che durano generalmente da alcuni mesi a pochi anni. Recentemente, durante i periodi di inflazione, il fianco nord-orientale dell’Etna si è deformato, seguendo traiettorie di “traslazione” semi-circolari: la porzione sommitale si è spostata verso Nord-Est, la parte intermedia verso Est e infine la parte distale, in prossimità del Mare Ionio, è traslata verso Sud-Est (osserva le frecce viola in Figura 2). Lo spostamento verso Nord-Est della parte sommitale del vulcano ha favorito l’apertura di numerose fessure eruttive orientate in senso NO-SE (Nord-Ovest Sud-Est) e la conseguente nascita del Nuovo Cratere di Sud-Est”. Vulcani che hanno mostrato grandi cambiamenti strutturali negli ultimi decenni, come il Mount S. Helens (Washington, Stati Uniti) ed il Bezymianny (Kam?atka, Russia), non hanno subito spostamenti dei loro crateri sommitali.

“È su tempi più lunghi (centinaia o migliaia di anni) che un edificio vulcanico può cambiare la configurazione delle sue bocche eruttive, come rivelano i dati geologici. Un evento molto importante nella storia di un vulcano, in quanto testimonia la variazione geometrica dei condotti che trasferiscono il magma verso la superficie, e quando ciò avviene ha sempre importanti ripercussioni sulla pericolosità vulcanica”, prosegue Valerio Acocella, ricercatore presso l’Università Roma Tre e co-autore del lavoro. L’esempio del Nuovo Cratere di Sud-Est mostra come un vulcano attivo, caratterizzato da una continua instabilità dei suoi fianchi, sia fortemente condizionato a cambiare la posizione dei condotti di risalita magmatica, e ciò può avvenire in tempi relativamente brevi. “Il caso dell’Etna è, quindi, un esempio eccezionale per comprendere meglio le dinamiche eruttive di vulcani attivi, specialmente se soggetti a scivolamenti gravitativi e a deformazioni dei fianchi degli apparati”, conclude Marco Neri.

Abstract:
Mature volcanoes usually erupt from a persistent summit crater. Permanent shifts in vent location are expected to occur after significant structural variations and are seldom documented. Here, we provide such an example that recently occurred at Etna. Eruptive activity at Mount Etna during 2007 focused at the Southeast Crater (SEC), the youngest (formed in 1971) and most active of the four summit craters, and consisted of six paroxysmal episodes. The related erupted volumes, determined by field-based measurements and radiant heat flux curves measured by satellite, totalled 8.67 × 106 m3. The first four episodes occurred, between late-March and early-May, from the summit of the SEC and short fissures on its flanks. The last two episodes occurred, in September and November, from a new vent (“pit crater” or “proto-NSEC”) at the SE base of the SEC cone; this marked the definitive demise of the old SEC and the shift to the new vent. The latter, fed by NW-SE striking dikes propagating from the SEC conduit, formed since early 2011 an independent cone (the New Southeast Crater, or “NSEC”) at the base of the SEC. Detailed geodetic reconstruction and structural field observations allow defining the surface deformation pattern of Mount Etna in the last decade. These suggest that the NSEC developed under the NE–SW trending tensile stresses on the volcano summit promoted by accelerated instability of the NE flank of the volcano during inflation periods. The development of the NSEC is not only important from a structural point of view, as its formation may also lead to an increase in volcanic hazard. The case of the NSEC at Etna here reported shows how flank instability may control the distribution and impact of volcanism, including the prolonged shift of the summit vent activity in a mature volcano.

Roma,  21 luglio 2016

Immagini:
Figura 1 – Visione aerea da Sud dell’area craterica sommitale dell’Etna. In primo piano, il Nuovo Cratere di Sud-Est (NSEC) accresciutosi recentemente sulla base orientale del più vecchio Cratere di Sud-Est (SEC).  In alto a sinistra, i crateri Voragine (VOR) e Bocca Nuova (BN). Foto di Marco Neri.

visione aerea


Figura 2 – Porzione nord-orientale dell’Etna rappresentata attraverso un modello digitale del terreno a toni di grigio. Le frecce viola indicano le traiettorie di deformazione del settore settentrionale del vulcano, che disegnano una sorta di “semi-vortice”, o un percorso semi-circolare, muovendosi dalla zona sommitale verso quella prossima alla costa ionica. La lunghezza delle frecce viola è proporzionale all’entità dello spostamento. Le linee nere indicano la posizione delle principali faglie. Le linee rosse corrispondono a fessure eruttive. La figura è estratta da: Acocella et al., (2016), doi: 10.3389/feart.2016.00067.

porzione


Figura 3 – 15 Novembre 2011: il Nuovo Cratere di Sud-Est erutta fragorosamente, producendo l’ennesima “fontana di lava”. Il nuovo cratere sommitale si accresce sul fianco orientale di quello “vecchio”, che rimane inattivo, visibile nella fotografia a sinistra. Foto di Marco Neri.

nuovo cratere

 

Figura 4 – Il Nuovo Cratere di Sud-Est produce l’ennesima eruzione parossistica la mattina del 4 marzo 2012. Una densa colonna di gas e cenere vulcanica si eleva per alcuni chilometri sopra la cima del vulcano, venendo quindi dispersa dal vento verso Nord-Est. Foto di Marco Neri.

eruzione

 

Figura 5 – In primo piano il Nuovo Cratere di Sud-Est, che mostra sulla sua sommità una bocca semicircolare, accresciutosi sul fianco orientale di quello “vecchio”. Subito dietro a questi due crateri si osserva il Cratere Centrale, caratterizzato da abbondanti emissioni gassose. Foto di Marco Neri.

primopiano cratere