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ARGOMENTO: OCEANOGRAFIA
PERIODO: ODIERNO
AREA: OCEANO PACIFICO
parole chiave: Abissi, vulcani
Scienziati del Woods Hole Oceanographic Institute e dell’Università della Tasmania hanno scoperto i resti della più grande eruzione vulcanica mai registrata negli oceani profondi.
Nel 2012 un letto di pomice fluttuante delle dimensioni di una media città si formò nell’oceano a nord-est della Nuova Zelanda regalando uno scenario incredibile. Alcuni anni dopo, un team internazionale di scienziati ha utilizzato un veicolo subacqueo autonomo del WHOI, Sentry, e il loro veicolo a distanza, Jason, per esplorare quella che pensavano fosse una tipica eruzione esplosiva in acque profonde.
L’esplorazione consentì di scoprire, nei pressi del vulcano Havre, grandi quantità di pomici di grandi dimensioni, delle dimensioni di un SUV, che normalmente si formano sott’acqua durante le eruzioni. La straordinarietà della scoperta era che la quantità riscontrata era circa 1,5 volte maggiore di quella prodotta nel 1980 dal vulcano del Mount Saint Helens. L’eruzione sottomarina del vulcano Havre della Nuova Zelanda è la più grande eruzione conosciuta dell’oceano profondo della storia ed è una delle pochissime eruzioni sottomarine registrate che produssero un magma di tipo riolite. Senza affrontare le differenziazioni delle lave, i magmi più ricchi in silice (SiO2) sono i magmi più viscosi. Un magma è una soluzione ionica complessa, nel quale sono presenti ioni tetraedrici SiO44- che, quando presenti in grande quantità, tendono a polimerizzare in lunghe catene. Queste molecole lineari ostacolano il flusso della lava, tanto che la viscosità di un magma riolitico è di tre ordini di grandezza superiore a quella di un magma basaltico. Ciò influenza le modalità con cui il magma riolitico erutta: in prevalenza le eruzioni sono esplosive, generando depositi piroclastici come tufi, brecce vulcaniche, ignimbriti e le pomici come quelle ritrovate presso il vulcano Havre.
Topografia ad alta risoluzione della caldera del vulcano Havre. Questa immagine mostra la topografia del fondale marino ad alta risoluzione della caldera di Havre con le nuove lave eruttate nel 2012 in rosso. Il vulcano ha una profondità di 1519 m e la sua sommità si trova a 650 m sotto il livello del mare. La vulcanologa dell’Università della Tasmania, la dott.ssa Rebecca Carey, ha dichiarato: “Sapevamo che si trattava di un’eruzione su larga scala, approssimativamente equivalente alla più grande eruzione che abbiamo visto sulla terraferma nel XX secolo.
Durante le esplorazioni nella caldera è stata scoperta una gigantesca piattaforma di pomice di 400 chilometri quadrati, tanto grande da poter essere osservata nelle immagini satellitari. Mappatura ed osservazioni in situ hanno fornito dati eccezionalmente fedeli del fondale marino che hanno compreso campioni di lava proveniente da quattordici carotaggi a profondità comprese tra i 900 a 1220 metri, con depositi frammentari di giganteschi cumuli di pomice aventi un diametro fino a 9 metri. La maggior parte del volume totale eruttato (>75%) si è distribuito nella colata di pomice.
I vulcani oceanici
Il vulcanismo all’interno dei bacini oceanici attualmente comprende il 70% dell’output magmatico della Terra ma le eruzioni sottomarine non sono altrettanto conosciute come le loro controparti terrestri a causa delle difficoltà sia nell’osservazione diretta delle eruzioni che nell’accesso ai depositi. Le recenti osservazioni di esplosioni sottomarine esplosive ed effusive negli archi vulcanici delle Tonga e delle Marianna hanno permesso di comprendere i comportamenti eruttivi di bassa intensità.
Fino ad oggi la comprensione delle eruzioni sottomarine silicee profonde si basava in gran parte sullo studio delle antiche successioni emerse limitate da esposizioni ristrette in un contesto mancante di conoscenza dei tempi e della durata. La grande superficie di pietra pomice (circa 400 km2) mappata sul vulcano della caldera del vulcano Havre nell’arco di Kermadec indica che fu prodotta dalla maggiore, mai registrata, eruzione sottomarina silicea profonda (a quote inferiori a 500 metri sotto il livello del mare). La batimetria del fondo marino del vulcano Havre, raccolta prima e dopo l’eruzione ovvero nel 2002 e nel 2012, è stata condotta dal R/V Tangaroa che ha utilizzato moderni ecoscandagli multibeam EM300 e EM302 (con una risoluzione di 25 metri).
La dottoressa Carey, che ha co-redatto il report sulla ricerca, ha asserito che: “The eruption blanketed the volcano with ash and pumice and devastated the biological communities. Biologists are very interested to learn more about how species recolonise, and where those new species are coming from … We also discovered new infant hydrothermal systems, and observing how they recover after such a large event is of importance.”
Uno dei due ROV (veicoli robot azionati a distanza) atterra sul fondo del mare per esplorare Havre. Strumentazione multidisciplinare a sostegno della struttura oceanografica (MISO), ©Woods Hole Oceanographic Institution
I cambiamenti di batimetria furono attribuiti ai prodotti di esplosioni subacquee esplosive da almeno sette differenti crateri con apparenti geometrie a forma di cono con depressioni sommitali. Sul lato sud-ovest della caldera, cinque flussi di lava furono eruttati a profondità comprese tra i 1220 e 1140 metri; le loro prese d’aria sono distanziate tra 50 e 380 metri l’una dall’altra. L’eruzione delle lave sulla ripida parete della caldera formò delle prime lingue di lava ripide e strette (<130 metri) che fecero diffondere le lave in lobi di 30 metri di altezza e larghi dai 100 ai 500 metri di larghezza sul fondo della caldera.
La batimetria ha rivelato l’esistenza di altre nove bocche che eruttarono lava lungo un segmento del bordo meridionale della caldera a una profondità da 1050 a 900 metri. Nell’eruzione le bocche più occidentali produssero sia lave che coni, i cui margini settentrionali collassarono lungo la parete della caldera. Direttamente verso il basso i depositi sono caotici e grossolani mentre diventano più fini verso il centro della caldera.
La zattera di pomice partita dal vulcano Havre si è diffusa su circa 400 kmq di oceano. Fonte NASA – File:Havre Seamount Eruption 19 July 2012 with labels cropped.jpg – Wikimedia Commons
Sul fondo del mare, il deposito di GP domina volumetricamente tutti gli altri depositi di pomice. Il volume delle colate del fondale marino 2012 è stato calcolato utilizzando la pre-eruzione del 2002 e la batimetria ad alta risoluzione del 2015. Supponendo che il distacco del raft dalla sorgente puntiforme e la cessazione del pennacchio (osservato nelle immagini MODIS) segna la fine dell’eruzione, la maggior parte del volume della pietra pomice del raft (1,2 km cubi) fu prodotta in un periodo di sole 21,5 ore. Non ultimo, sono stati scoperti nuovi sistemi idrotermali infantili. L’osservazione del loro recupero geologico e biologico dopo un evento così massivo è importante per meglio comprendere le dinamiche di questi fenomeni. Questo evento è quindi una miniera d’oro per gli scienziati perché per la prima volta sono emersi vincoli quantitativi sulle dinamiche delle eruzioni sottomarine ed il ruolo dell’oceano nel modulare queste dinamiche. La ricerca continua.
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ammiraglio della Marina Militare Italiana (riserva), è laureato in Scienze Marittime della Difesa presso l’Università di Pisa ed in Scienze Politiche cum laude all’Università di Trieste. Analista di Maritime Security, collabora con numerosi Centri di studi e analisi geopolitici italiani ed internazionali. Ricercatore subacqueo scientifico dal 1993, nel 2019, ha ricevuto il Tridente d’oro dell’Accademia delle Scienze e Tecniche Subacquee per la divulgazione della cultura del mare. Fa parte del Comitato scientifico della Fondazione Atlantide e della Scuola internazionale Subacquei scientifici (ISSD – AIOSS).