Mar Tirreno, scoperta una famiglia di vulcani | Ingegneri.info

Mar Tirreno, scoperta una famiglia di vulcani

Guido Ventura, ricercatore di INGV, illustra i primi risultati delle campagne oceanografiche condotte tra il 2014 ed 2017 a largo di Palinuro

La costa del Mar Tirreno a largo di Capo Palinuro
La costa del Mar Tirreno a largo di Capo Palinuro
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Il Mar Tirreno meridionale svela una nuova catena di 15 vulcani sommersi, di cui 7 fino a ora sconosciuti, una struttura lineare, in direzione Est-Ovest, che misura circa 90 km in lunghezza e 20 km in larghezza. Questo è il frutto del risultato di numerose campagne oceanografiche condotte negli ultimi anni da un team internazionale di vulcanologi, geofisici, e geologi marini dell’Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (INGV e IAMC), dell’Istituto per l’Ambiente Marino Costiero del Consiglio Nazionale delle Ricerche (IAMC-CNR) e del Geological and Nuclear Sciences (GNS), Nuova Zelanda. Il lavoro ‘Volcanism in slab tear faults is larger than that in island-arcs and backarcs’, pubblicato su Nature Communications, impatta sulle conoscenze del Mar Tirreno e apre nuove strade alla interpretazione del vulcanismo in zone di subduzione nel mondo. A raccontarci di questa nuova famiglia di vulcani nel cuore del Mar Tirreno è Guido Ventura, ricercatore di INGV.

Quali sono gli obiettivi del progetto e come è nato?

“Il progetto è nato nell’ambito delle ricerche che l’Istituto per l’Ambiente Marino Costiero del CNR di Napoli e l’INGV stanno conducendo sul vulcanismo del Tirreno Meridionale e sui margini continentali sommersi dell’Italia meridionale. Le attività di acquisizione dei dati geofisici, geochimici, di geologia marina e vulcanologici si sono sviluppate nel corso di quattro campagne oceanografiche svolte tra il 2014 e il 2017 a bordo delle navi Urania e Minerva 1. I risultati di tali campagne ci hanno consentito di raggiungere gli obiettivi prefissati, tra cui spiccavano quelli di studiare più in dettaglio il vulcano Marsili, situato nella piana batiale del Tirreno, e soprattutto il Palinuro, la cui struttura era poco conosciuta”.

Quali sono gli elementi che caratterizzano un edificio vulcanico e che ne consentono un’adeguata conoscenza?

“Come per qualsiasi altro vulcano, anche emerso, di un vulcano sottomarino dobbiamo conoscerne la storia eruttiva, i centri di emissione, la composizione dei magmi, dei fluidi idrotermali e dei gas emessi; dobbiamo inoltre conoscere che tipo di eruzioni lo hanno caratterizzano, e se vi sia o meno una periodicità negli eventi eruttivi, la sua struttura interna e la posizione della camera magmatica. Infine, nel caso di vulcani attivi, dobbiamo monitorarne la dinamica, che può essere valutata misurandone le deformazioni, la sismicità, le variazioni morfologiche, le variazioni geochimiche dei gas. Tutto questo, per quanto richieda costi rilevanti e un notevole impegno della comunità scientifica, è necessario non solo per aumentare le nostre conoscenze ma anche perché tali ricerche rappresentano una responsabilità sociale che gli scienziati hanno verso i cittadini che abitano in aree vulcaniche attive, e che sono quindi soggetti ad un potenziale rischio”.

Questa catena di vulcani recentemente individuata nel Mar Tirreno e descritta nello studio, si estende da circa 90 km a sud della costa di Salerno fino a 30 km a est della costa di Sangineto, in Calabria. La catena, definita del Palinuro, si estende in profondità da circa 3200 m a 80 m sotto il livello del mare. Questi vulcani rappresentano, nel loro insieme, una spaccatura della crosta terrestre dalla quale risalgono magmi provenienti dalle Isole Eolie, dal Tirreno centro-meridionale, e dall’area compresa tra la Puglia e la Calabria: aver riscontrato questi elementi cosa comporta? Quali fenomeni possono manifestarsi?

“Innanzitutto, questi vulcani rivestono una importanza fondamentale nello studio delle zone di subduzione (pensiamo a Tonga, Caraibi, Sandwich) perché abbiamo scoperto che rappresentano i limiti laterali di tali zone. Quelli studiati da noi sono quindi una sorta di ‘frontiera’ nell’ambito delle indagini sul vulcanismo in zone di subduzione perché è il primo studio sistematico in questo settore di ricerca. Inoltre abbiamo stabilito che questi vulcani sono molto recenti e sede di una intensa attività idrotermale con depositi di zolfo e noduli di manganese e ferro, sono inoltre interessati da una attività di degassamento sottomarina. In caso di eruzione, non vi sono pericoli associati poiché le profondità sono tali per cui in superficie si vedrebbero solo delle pomici galleggianti e la cosiddetta ‘ebollizione dell’acqua’, un fenomeno che in realtà rappresenta la risalita di bolle di gas sulla superficie. Quindi, in caso di eruzione, vi sarà solo una deviazione del traffico marittimo locali, e in caso di cavi sottomarini, una possibile rottura di questi ultimi. I fianchi di questi vulcani che abbiamo identificato sono però piuttosto acclivi e quindi è possibile che si inneschino fenomeni di instabilità’ di versante con frane del fondo marino lungo i fianchi, e nel caso più estremo, veri e propri collassi di settore o di interi fianchi degli edifici. Questi fenomeni, nei vulcani sottomarini, sono anche correlati all’indebolimento della loro struttura interna per la risalita dei fluidi idrotermali lungo fratture, per l’infiltrazione di acqua di mare, e per il possibile aumento della pressione di magma all’interno del vulcano. In alcuni casi, le grandi frane sottomarine o i collassi di settore possono innescare degli tsunami, ma nel record geologico dei vulcani che abbiamo identificato non vi sono evidenze che tali fenomeni siano avvenuti nel passato. Non possiamo tuttavia escludere che possano verificarsi nel futuro. Sotto questo aspetto, le ricerche devono continuare e portare ad una verifica della stabilità di versante di questi vulcani”.

Nonostante ciò, i risultati fin qui raggiunti rivoluzionano in parte la geodinamica del Tirreno e delle zone di subduzione nel mondo, e aprono nuove strade non solo alla ricostruzione dell’evoluzione della crosta terrestre, ma anche alla interpretazione e significato geodinamico delle catene vulcaniche sottomarine attive e degli archi insulari: quali sono i risultati raggiunti con implicazioni geodinamiche?

“Geodinamico significa studio della dinamica terrestre e soprattutto della litosfera, dei movimenti delle placche, dell’evoluzione della crosta e del mantello e della ricostruzione della cinematica passata e attuale. È una branca multidisciplinare delle scienze della terra che richiede dati di differente natura: sismici, geodetici, geochimici, geologici, oceanografici.  Nel caso del nostro studio, i risultati con implicazioni geodinamiche sono stati essenzialmente due:

  • l’avere stabilito che i limiti dei piani di subduzione possono essere sede di un vulcanismo importante, con volumi di materiale emesso assolutamente inaspettati e maggiori di quelli dei vulcani classicamente associati alla subduzione: gli archi di isole (per esempio le Eolie,);
  • l’identificazione di vere e proprie catene vulcaniche sottomarine al confine tra la crosta continentale e la crosta oceanica lungo zone di scorrimento laterale dovute a subduzione. Fino ad oggi, infatti, tali catene erano considerate tipiche delle sole zone di deformazioni ortogonali alle grandi dorsali oceaniche”.

Durante le campagne oceanografiche nel Mar Tirreno sono stati raccolti dati batimetrici, magnetici, e gravimetrici; sono stati inoltre effettuati carotaggi e osservazioni dirette del fondale marino con il ROV (Remote Operating Vehicle), un veicolo sottomarino pilotato da una postazione remota. Che tipo di dati avete recepito?

“I dati batimetrici, ovvero di profondità, ci consentono di ricostruire in dettaglio la ‘topografia’ del fondo oceanico. Vengono acquisiti tramite sistemi acustici (ecoscandagli, multibeam) o per i dettagli inferiori al metro, di laser batimetrici. I modelli digitali del fondo marino che abbiamo utilizzato per il nostro lavoro al Palinuro avevano risoluzioni di 25 m o 10 m e ci hanno consentito di riconoscere lave, crateri, frane, zone si distacco, centri di emissione di gas, dumi, etc. I rilievi gravimetrici e magnetici vengono effettuati per ricercare zone di anomalia gravimetrica o magnetica indicative, nel caso di vulcani, di condotti, colate laviche, intrusioni. Queste strutture infatti sono generalmente costituite da rocce a densità e magnetizzazione più elevata rispetto alle aree sedimentarie circostanti. I dati magnetici e gravimetrici ci consentono inoltre di studiare la struttura interna dei vulcani tramite modelli 3D che si estendono fino a profondità di diversi chilometri. Le misure dirette sono state eseguite, appunto attraverso il ROV. Si tratta di un veicolo sottomarino a comando remoto guidato da un operatore a bordo della nave appoggio. Il veicolo è fornito di due telecamere, di cui una ad alta risoluzione, di luci e di uno o due bracci meccanici mobili in grado di raccogliere campioni dal fondo del mare o eseguire operazioni su installazioni sommerse (per esempio piattaforme petrolifere). È molto utile per le ricerche nell’ambito della geologia marina perché ci consente di osservare direttamente il fondale e di prendere campioni rappresentativi dei depositi che ci interessano.

Sono stati eseguite anche dei carotaggi: fino a che profondità sono stati realizzati? Sulle carote estratte che tipo di osservazioni sono state fatte?

“Le carote sono state fatte solo sul vulcano Marsili e sono lunghe circa 3 m. Ci hanno permesso di ricostruire l’attività di questo vulcano fino a circa 18000 anni fa datando con il metodo del carbonio e dell’argon-argon le diverse eruzioni tramite i fossili contenuti nelle sabbie intercalate tra i depositi vulcanici. Inoltre, ci hanno consentito di ricostruire i processi che sono avvenuti nella camera magmatica dell’edifico vulcanico”.

Qual è la durata prevista dell’attività nel Mar Tirreno e il relativo cronoprogramma?

“Il futuro delle nostre ricerche è ovviamente dipendente da finanziamenti esterni o interni ai nostri istituti di ricerca e quindi le prossime attività, che nel caso di ricerche sottomarine hanno costi elevatissimi, saranno ‘disegnate’ sulla base dei finanziamenti disponibili. Contiamo comunque di coinvolgere colleghi di altri istituti europei per coprire diversi ambiti di ricerca (per esempio la biologia e l’oceanografia), e di approfondire quello che abbiamo scoperto. C’e’ ancora molto da fare e il nostro studio rappresenta un ‘primo passo’ nella direzione della conoscenza del vulcanismo sottomarino del Mar Tirreno”.

Chi è Guido Ventura

Ventura Guido Ventura, Dottore di Ricerca in Scienze della Terra, ricercatore senior presso l’Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia e ricercatore aggiunto presso l’Istituto per l’ambiente marino costiero CNR (IAMC, Napoli). E’ autore di oltre 100 lavori su riviste scientifiche internazionali, ha coordinato progetti di ricerca nazionali e internazionali finanziati da CNR, MIUR, UNESCO, EU, CAS, e ha lavorato per IUGS, IUCN, UNESCO, Global Geopark Network Bureau, Ufficio Federale Belga per le Politiche della Scienza, USA NSF. E’ stato direttore del BUST Institute of engineering geology and environment e membro del comitato editoriale di diverse riviste scientifiche tra cui Encyclopedia of Earth, Scientific Reports, International Journal of Earth & Environmental Sciences. Ha vinto la SAC Gold Medal e il BUST President Award nel 2016.

 

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