Prevedere le eruzioni con l'analisi delle onde sismiche


La propagazione delle onde sismiche trasversali che precedono un’eruzione dipende, oltre che dalle sollecitazioni degli strati geologici, anche dal flusso dei gas all'interno del vulcano. Lo ha dimostrato una nuova ricerca sull’eruzione del Kilauea, avvenuta nelle isole Hawaii nel 2008, stabilendo così che l’analisi sismica rappresenta un nuovo metodo per modellizzare il flusso dei gas vulcanici e quindi prevedere gli eventi eruttivi.

Un nuovo metodo per modellizzare il flusso dei gas vulcanici, e prevedere così le eruzioni, a partire dall’analisi di dati sismologici è stato messo a punto da Jessica H. Johnson e Michael P. Poland, ricercatori dell’Hawaiian Volcano Observatory dello U.S. Geological Survey.

Secondo i risultati dello studio, pubblicato su "Nature Communications", le caratteristiche di propagazione direzionale delle onde sismiche non dipendono solo dalle variazioni delle condizioni di stress degli strati geologici, come ritenuto finora, ma anche dal flusso di gas.

Johnson e Poland hanno analizzato le peculiari caratteristiche dell’eruzione esplosiva del vulcano Kilauea, nelle isole Hawaii avvenuta nel 2008. In quell’occasione, l’esplosione non fu preceduta da un drastico aumento della sismicità dell’area vulcanica né dall’inflazione, il temporaneo rigonfiamento dell’edificio vulcanico, che sono generalmente due dei più importanti precursori delle eruzioni vulcaniche. Fu invece registrato un incremento delle emissioni di anidride solforosa e dei tremori sismici, che secondo i vulcanologi sono segnali correlati al moto di masse fluide nel sistema di alimentazione del vulcano.

Gli autori hanno condotto la cosiddetta analisi di splitting delle onde sismiche trasversali, caratterizzate da un’oscillazione in direzione perpendicolare alla direzione di propagazione, che hanno accompagnato l’inizio dell’eruzione. Questo tipo di analisi consente di misurare l’anisotropia delle onde, cioè la loro dipendenza dalla direzione di propagazione, ed è utilizzata per determinare i cambiamenti delle sollecitazioni della crosta nel corso del tempo. 

In particolare, quando si propaga in un mezzo anisotropo, un’onda trasversale si separa in una componente veloce e in una lenta. L’orientamento delle onde trasversali veloci del Kilauea nel 2008 mostra una variazione legata all’incremento delle emissioni di anidride solforosa che hanno preceduto l’inizio dell’eruzione sommitale. 

La rilevazione e l’analisi di queste onde consente di determinare le variazioni nel flusso di gas di un vulcano e rappresenta quindi un nuovo metodo per monitorare l’attività vulcanica e prevedere le eruzioni. 
[fonte lescienze]

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