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Il nuovo sistema di allarme vulcanico

automatizzato prevede eruzioni imminenti

Mount Etna Eruption on Jan. 12, 2011. Credit: gnuckx

Gli scienziati hanno sviluppato un sistema automatizzato di allarme rapido per le eruzioni vulcaniche, secondo un nuovo studio. Il nuovo sistema ha aiutato i funzionari del governo ad avvertire il pubblico di imminenti eruzioni in Italia e potrebbe potenzialmente fare lo stesso in tutto il mondo, secondo gli autori dello studio.

La ricerca nel Journal of Geophysical Research: Solid Earth , una rivista dell’American Geophysical Union, espone in dettaglio il nuovo sistema che monitora i rumori vulcanici e avvisa automaticamente i funzionari se un’eruzione è imminente. Gli autori dello studio hanno testato questo sistema per un periodo di otto anni sull’Etna. Utilizzando il nuovo sistema, il governo italiano ha attivato per la prima volta un piano di emergenza circa un’ora prima di un’eruzione alla fine del 2015.

La maggior parte dei circa 1.500 vulcani attivi in tutto il mondo non sono monitorati in tempo reale. Molti vulcani sono monitorati con metodi basati su onde sismiche, che sono vibrazioni degli strati terrestri che possono essere innescate da eruzioni. Ma le onde sismiche spesso non sono grandi nel distinguere esplosioni vulcaniche oltre ad altri processi, come movimenti interni di magma, terremoti o tempeste, hanno affermato gli autori dello studio. La maggior parte dei metodi richiede input da esperti del vulcano e gli allarmi vengono inviati solo dopo che i vulcani iniziano la fase eruttiva.

I piloti di aeromobili, ad esempio, dovrebbero conoscere le eruzioni vulcaniche il prima possibile, ha affermato Maurizio Ripepe, geofisico dell’Università di Firenze a Firenze e autore principale del nuovo studio. In diverse occasioni in passato, gli incontri di aerei con nuvole di cenere vulcanica hanno portato al guasto del motore.

“A volte decine di secondi possono salvare vite e ridurre i danni, come nel caso di un terremoto”, ha detto Ripepe. “La necessità è di avere qualcosa di automatico che possa essere utilizzato per accelerare la procedura per ridurre il rischio.”

I rumori vulcanici possono consentire l’emissione di allarmi precoci in modo rapido e affidabile, secondo Ripepe. I vulcani generano suoni a bassa frequenza non udibili dalle orecchie umane durante i loro processi di eruzione, e queste onde infrasoniche possono percorrere migliaia di chilometri e sono più strettamente correlate alle eruzioni vulcaniche rispetto alle onde sismiche, ha detto.

 

Italian seismologists have developed a new volcanic early warning system that monitors volcanic noises and automatically alerts officials if an eruption is imminent. The Italian government used the new system to activate an emergency plan about one hour prior to an eruption of Mount Etna in Sicily for the first time in late 2015.

This video shows thermal imagery of an explosive eruption that occurred at Mount Etna between 11:00 p.m. of December 3rd, 2015, and midnight of December 4th. The thermal images are synchronized with seismic tremors (upper panel) and infrasound (lower panel) generated by the volcano that the new system uses to deliver automated warnings to local officials.

The colored bands in the lower panel indicate when the pre-warning (orange) and the warning (red) have been automatically delivered. The pre-warning phase precedes the eruptive phase by almost one hour. The sound in the video reproduces the recorded infrasound, which is below the level of human hearing. The explosions from inside the crater generated the crackling sounds, which increase in rate as the eruption approaches.

Nel nuovo studio, i ricercatori hanno ascoltato i suoni prodotti dall’Etna per anni con array di sensori infrasonici posti a 6 chilometri (3,7 miglia) dal vulcano.

Hanno scoperto che i sensori a infrarossi possono identificare in modo affidabile i segnali di eruzione. Dal 2008 al 2016, i sensori hanno rilevato 57 di 59 eruzioni e inviato avvisi ai ricercatori circa un’ora prima di ogni eruzione.

“Quando abbiamo ottenuto questa percentuale di successo, [il Dipartimento della Protezione Civile italiana] ha deciso di utilizzarla come sistema operativo”, ha detto Ripepe. “Ora inviamo messaggi SMS ed e-mail alle autorità incaricate di avviare un piano di emergenza in caso di eruzione vulcanica.”

Il 4 dicembre 2015, un avviso è stato emesso automaticamente al governo italiano quasi due ore prima di un’eruzione, che ha permesso al governo di attivare piani di emergenza circa un’ora prima di un’eruzione vulcanica per la prima volta, ha detto Ripepe. Negli ultimi quattro anni, il sistema automatizzato è rimasto operativo nel monitoraggio dell’Etna e ha emesso avvisi senza errori.

Per estendere i benefici degli avvisi automatici al resto del mondo, i ricercatori devono studiare gli infrasuoni da altri tipi di vulcani. Le prime fasi di eruzione in Etna, che consentono avvisi anticipati, possono essere più brevi o completamente assenti nei vulcani con diverse dinamiche, secondo gli autori.

Un altro ostacolo al monitoraggio globale è l’area di copertura richiesta per monitorare tutti i vulcani attivi in ​​tutto il mondo, ma gli infrasuoni potrebbero offrire una soluzione, ha detto Ripepe.

L’idea di un sistema di allarme globale sarebbe quella di utilizzare array infrasonici per monitorare diversi vulcani contemporaneamente su lunghe distanze, ha detto Ripepe. Come primo passo, i ricercatori hanno studiato un array allestito a centinaia di chilometri di distanza dall’Etna. Hanno trovato queste misurazioni favorevoli e ora stanno studiando array fino a 1.000 chilometri (621.3 miglia) di distanza dal vulcano.

“Questo apre un nuovo modo di fare il monitoraggio dei vulcani su scala globale”, ha detto Ripepe.

 

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