Cosa sta succedendo alle Hawaii?

di Elisabetta Del Bello e Piergiorgio Scarlato

Il Kīlauea, uno dei cinque vulcani dell’isola di Hawai’i e tra i più attivi al mondo, è in perenne stato di eruzione dal 1983. Negli ultimi 200 anni la sua attività è rimasta localizzata in due settori: la zona sommitale (Summit zone) e quella del rift orientale (East Rift Zone) (figura 1).

Dalla fine di aprile 2018 il vulcano è entrato in una nuova fase eruttiva che ha portato all’evacuazione di migliaia di persone nella zona sudorientale dell’isola, sollevando grande interesse nei media. Ripercorriamo qui le tappe salienti di questa crisi vulcanica grazie soprattutto alle preziose informazioni messe a disposizione dall’Osservatorio vulcanologico delle Hawaii (HVO) del Servizio Geologico degli Stati Uniti d’America (USGS).

Kilauea
Figura 1 – Mappa del Vulcano Kīlauea e ubicazione dei principali centri eruttivi. Nella figura in alto, la striscia rossa rappresenta la rift zone, dove da secoli si concentra l’attività eruttiva e la deformazione del vulcano. I rettangoli racchiudono rispettivamente l’area sommitale del vulcano (in blu, dove è presente il cratere dell’ Halema’uma’u), e lungo il rift Orientale, il Pu’u ‘Ō’ō (in verde), e l’area della Lower East Rift Zone dove attualmente sono attive le eruzioni. La figura in basso rappresenta la mappa del campo lavico aggiornata al 3 luglio 2018. Trattandosi di un’eruzione in corso, la mappa della colata cambia continuamente. Suoi aggiornamenti si trovano qui: https://volcanoes.usgs.gov/volcanoes/kilauea/multimedia_maps.html

La situazione prima della crisi eruttiva

Fino al mese di aprile del 2018 nella zona sommitale (Summit zone) del vulcano, era attivo il cratere dell’ Halema’uma’u, per i nativi la dimora sacra della dea Pele. Nel febbraio 2018, appena due mesi prima dell’inizio della crisi eruttiva,  gli autori di questo articolo erano proprio sul bordo di questo cratere a raccogliere dati per studiare il degassamento del lago di lava che si trovava al suo interno, nell’ambito di una ricerca congiunta tra INGV-USGS e università delle Hawaii (figura 2 e video).

In quel periodo e nei mesi precedenti, il diametro massimo del lago di lava era di circa 200 m.  La superficie del lago oscillava verticalmente di alcuni metri, mantenendosi in media 40 metri al di sotto del bordo del cratere.  Contemporaneamente, nella zona del rift orientale, era attivo il cratere del Pu’u ‘Ō’ō, distante 10 km ad Est dalla zona sommitale, i cui flussi lavici, iniziati nel 1983 con alte fontane di lava, scorrevano senza interruzione fino all’inizio di questa nuova crisi.

Kilauea
Figura 2 – Attività di ricerca INGV all’ Halema’uma’u nel febbraio 2018. In alto: a sinistra, il lago di lava, caratterizzato da una persistente circolazione delle placche; a destra, frequente attività di degassamento e frammentazione del magma (c.d. spattering). In basso: a sinistra, la zona intorno al cratere, ricoperta dai ‘capelli di Pele’, filamenti di vetro che si formano in seguito alla frammentazione del magma fluido; a destra, i vulcanologi dell’INGV a lavoro. Foto: Elisabetta Del Bello – Daniele Andronico.

I primi segnali

A partire dalla metà di aprile 2018 il livello del lago di lava nella zona sommitale è salito fino a superare il bordo del cratere e invadere l’area circostante, segno che la pressurizzazione del sistema stava cambiando.  È noto ai ricercatori, infatti, che l’innalzamento repentino del lago è in generale un indicatore di risalita di nuovo magma nella zona sommitale del vulcano, ed è un probabile segnale di arrivo di nuovo magma profondo. La spinta del magma in risalita è stata evidenziata anche dagli strumenti che misurano la deformazione al suolo (figura 3) che hanno registrato contemporaneamente un sollevamento del suolo  non solo nella zona dell’Halema’uma’u ma anche in quella del Pu’u ‘Ō’ō, segno che la spinta del magma stava coinvolgendo tutto il vulcano. Pochissimi giorni dopo, il 30 aprile, il livello del lago all’interno dell’ Halema’uma’u  è sceso, e contemporaneamente si è verificato un improvviso abbassamento del livello del magma al Pu’u ‘Ō’ō, accompagnato anche da sismicità e sprofondamenti del suolo (figura 3), questa volta indicatori di un drenaggio del magma da quelle zone.

Kilauea
Figura 3 – Variazione delle deformazioni al suolo nell’ultimo anno registrata dalle stazioni GPS nella zona del Pu‘u ‘Ō‘ō, in alto, e dell’Halema’uma’u, in basso. La deformazione viene ottenuta misurando la distanza tra due stazioni GPS (Global Positioning System) situate su lati opposti della caldera. Un aumento dei valori è interpretato come inflazione dovuta ad apporto di magma, una diminuzione dei valori indica che è in atto uno sprofondamento del suolo. Fonte: USGS.

I terremoti e la risalita di nuovo magma

Il terremoto di magnitudo 6.9 del 4 maggio 2018 è stato il più forte di un intenso sciame sismico che si è concentrato nella zona di Leilani Estates, circa 20 km ad est del Pu’u ‘Ō’ō, lungo il basso rift orientale, in inglese LERZ (Lower East Rift Zone), sede dell’attuale eruzione. L’elevata attività sismica, sia in termini di frequenza di accadimento che di magnitudo (figura 4), ha interessato tutto il fianco orientale del Kilauea che si è spostato di oltre mezzo metro verso Sud-Est, contestualmente all’apertura del rift e alla risalita di nuovo magma profondo. In superficie, questa deformazione si è localizzata in un’area lunga circa 7 km, ma larga poche decine di metri, dove si trovano allineate numerose fratture dalle quali si è originata l’eruzione fissurale. La lava emessa fino ad oggi  ha ricoperto in totale un’area di circa 20 km2, e la fessura attualmente attiva (la numero 8) ha prodotto vigorose fontane di lava che hanno raggiunto altezze di oltre 70 m  e tuttora alimenta un flusso lavico che ha raggiunto anche l’abitato di Kapoho, a 8 km di distanza, fino ad entrare in mare, aumentando così la superficie dell’isola.

Kilauea
Figura 4 – In alto, numero di terremoti a settimana registrati nell’ultimo anno al Kilauea (barre blu). La linea rossa rappresenta il momento sismico cumulativo, ovvero il rilascio di energia. In basso, profondità dei terremoti registrati nell’ultimo anno. La dimensione dei cerchi indica la magnitudo, il colore indica la profondità. Fonte: USGS.

I ricercatori dell’USGS che seguono l’evolversi dell’eruzione, ritengono che il magma al di sotto dell’Halema’uma’u e del Pu’u ‘Ō’ō sia stato drenato in profondità e che quindi il lago di lava sia per adesso scomparso. Il nuovo magma profondo avrebbe, quindi, trovato un nuovo percorso di risalita nella LERZ, andando ad alimentare le nuove fratture eruttive attualmente attive. Non si può escludere né che l’attività così come è ora nella LERZ perduri per un lungo periodo di tempo (mesi o anni), né che si esaurisca nel breve periodo, come avvenuto durante l’eruzione del 1955, durata 88 giorni.

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