I parossismi di Stromboli: ovvero gli “scatti del vulcano”

di Massimo Pompilio, Antonella Bertagnini, Alessio Di Roberto

L’attività normale e persistente di Stromboli è occasionalmente interrotta da eventi esplosivi improvvisi e di alta energia chiamati parossismi stromboliani (ne avevamo parlato anche qui). Questi fenomeni insieme agli tsunami rappresentano le manifestazioni più pericolose dell’attuale attività vulcanica a Stromboli.

Il parossismo più recente, avvenuto il 3 luglio 2019, ha attirato fortemente l’attenzione dei media e della popolazione su questo tipo di fenomeno  in quanto ha avuto un grosso impatto sulle infrastrutture, sugli abitanti dell’isola e sui turisti. Questo breve articolo vuole fare il punto su cosa sono i parossismi, quali sono le fenomenologia associate, qual è la loro frequenza di accadimento e quali sono i meccanismi che li provocano.

Cosa sono i parossismi?

A Stromboli, oltre a periodiche eruzioni effusive, ci sono due tipi di attività esplosive :

  1. normale attività stromboliana detta anche “attività ordinaria”. Giuseppe Mercalli (1907) la descrive come un degassamento continuo da bocche nei crateri sommitali, intervallato da esplosioni ritmiche di energia variabile, da debole a moderata, che producono lapilli scoriacei, bombe e blocchi litici che ricadono all’interno della terrazza craterica (Figura 1).
Figura 1
Figura 1 – Normale attività stromboliana. ©INGV
  1. esplosioni violente, caratterizzate da eventi di breve durata che coinvolgono più di una bocca eruttiva. Mercalli li descrive come “scatti del vulcano” e li definisce come parossismi stromboliani. I parossismi stromboliani possono essere di piccola scala (Figura 2), conosciuti anche come esplosioni maggiori, e di larga scala, spesso chiamati semplicemente parossismi (Figura 3).
Figura 2_maggiore1998
Figura 2 – Esplosione maggiore a Stromboli. ©INGV
Figura 3_Cavallaro1962
Figura 3 – Parossismo stromboliano.

Le esplosioni maggiori sono caratterizzate da eventi esplosivi quasi contemporanei da più bocche e coinvolgono uno o più settori della terrazza craterica. Tipicamente consistono in getti di gas e magma frammentato (piroclasti) che raggiungono alcune centinaia di metri di altezza sul bordo craterico e della durata di 30-40 secondi. Queste eruzioni producono un pennacchio che può raggiungere un’altezza di circa un chilometro.
Il materiale leggero e fine prodotto può arrivare fino alla costa (a seconda dell’intensità e direzione del vento). Nella maggior parte dei casi l’area più vicina ai crateri è soggetta alla ricaduta di blocchi litici e/o bombe che, seguendo una traiettoria balistica, possono arrivare a una distanza di circa un chilometro. I volumi di magma coinvolti variano da centinaia a migliaia di metri cubi.

I parossismi di larga scala consistono in una serie di esplosioni ravvicinate nel tempo che coinvolgono tutte le bocche attive. Queste esplosioni producono bombe e blocchi delle dimensioni di un metro o superiori che ricadono fino a 2 km dai crateri, arrivando in alcuni casi fino ai centri abitati e al mare. La colonna di gas e cenere che si forma durante i parossismi può raggiungere altezze di diversi chilometri sopra i crateri. I parossismi sono tipicamente accompagnati da detonazioni simili a colpi di cannoni e dalla formazione di onde compressive (onde d’urto) che possono rompere i vetri delle finestre a Stromboli e Ginostra, che si trovano a circa 2 km dall’area del cratere. I volumi di magma coinvolto nei parossismi variano da decine di migliaia a pochi milioni di metri cubi.

Sebbene si tratti di volumi importanti, è bene ricordare che si tratta di eruzioni relativamente piccole rispetto a quelle che possono accadere in altri vulcani italiani (es. Etna e Vesuvio).

Ai parossismi sono associate alcune fenomenologie pericolose:

  • Flussi piroclastici di piccola scala e valanghe di materiale incandescente.  Questi possono essere dovuti a:
      • collasso parziale della colonna eruttiva
      • rimobilizzazione di materiale incandescente e brandelli di lava caduti su ripidi pendii del vulcano, sia nel corso dell’eruzione che successivamente.

Nell’aprile 2003 si verificò un parossismo e in quel caso i prodotti da collasso della colonna eruttiva hanno coperto la parte alta della Sciara del Fuoco. Nelle eruzioni del 1906, del 1930 e del 1944  alcuni flussi piroclastici hanno percorso i fianchi sudorientali e nordorientali del vulcano arrivando fino al mare.

  • Collassi e frane: durante i parossismi, porzioni della terrazza craterica possono collassare parzialmente e franare. Queste frane generalmente si riversano nella Sciara del Fuoco.
  • Tsunami: onde di tsunami sono state associate ad alcune fasi dei parossismi degli anni 1916, 1919, 1930, 1944, 1954 e sono state attribuite a frane e/o a ingresso di flussi piroclastici in mare.

Ogni quanto avvengono?

Le testimonianze storiche e gli studi vulcanologici hanno consentito di ricostruire la storia eruttiva con una buona attendibilità almeno negli ultimi 120 anni. In questo periodo si sono verificati circa 19 parossismi di larga scala. Possiamo quindi calcolare una frequenza media di accadimento di circa 3 eruzioni parossistiche ogni 20 anni. Tale frequenza non è tuttavia omogenea nel tempo. Dalla figura 4 si vede che dal 1960 al 2000 non ci sono stati parossismi mentre prima del 1960 si osservava una frequenza media di tre parossismi per decade. Se si analizza la storia eruttiva precedente al 1900 si osserva che in alcuni periodi la frequenza delle eruzioni parossistiche è oltremodo variabile, con periodi in cui gli eventi sono più frequenti e periodi in cui le eruzioni sono più rare (es. dal XVII al XIX secolo) .

Una statistica analoga è stata calcolata per le esplosioni maggiori negli ultimi 20 anni, dalla quale risulta una frequenza di accadimento di 1.7 eruzioni per anno. (Figura 4a).

Figura 4_Freq
Figura 4 – Frequenza delle esplosioni violente ed attività effusiva a Stromboli dal 1990 al 2012 (a) e dal 1900 al 2012 (b). Da Rosi et. al (2013).

Il parossismo del 3 luglio è il più grande mai osservato?

L’attività persistente di Stromboli così come la vediamo oggi è iniziata circa 1300 anni fa. Lo studio dei depositi delle eruzioni parossistiche avvenute in questo intervallo di tempo ha rivelato che ci sono state nel passato eruzioni parossistiche che hanno prodotto volumi di materiale eruttato e dispersione dei prodotti più importanti di quella del 3 luglio scorso. Tra queste, quella che ha disperso i prodotti su una area più vasta è quella dell’11 settembre del 1930 (Figura 5). Altre eruzioni di misura comparabile sono avvenute nel XVI secolo.

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Figura 5 – Mappa di distribuzione dei diversi tipi di prodotti vulcanici eruttati nel parossismo del 11 settembre 1930. Da Rittmann, 1931.

Quali sono i meccanismi eruttivi?

Numerosi progetti di ricerca negli ultimi 20 anni sono stati dedicati proprio a comprendere i meccanismi che producono i parossismi. Per quanto la discussione sia ancora aperta, tra i ricercatori c’è un generale accordo sul fatto che le eruzioni parossistiche siano legate alla interazione tra un magma degassato e parzialmente cristallizzato, che staziona nella parte alta del sistema di alimentazione, ed un magma ricco in gas, poco cristallino, di origine profonda (oltre 4 chilometri). Secondo alcuni il parossismo si genera quando un maggior apporto di magma profondo o di gas e magma arriva nel sistema superficiale (Figura 6) (Bertagnini et al., 2011). Secondo altri (Calvari et al., 2011; Ripepe et al., 2017) il magma profondo viene richiamato in superficie in seguito allo svuotamento della parte alta del condotto nel corso di una prolungata attività lavica (Figura 7).

Figura 6_Model
Figura 6 – Meccanismi di innesco dei parossismi del 1930 e del XVI secolo proposti da Bertagnini et al. (2103). Secondo questi autori, l’innesco è dovuto ad un maggior apporto di magma profondo (nel 1930) o gas e magma profondo (nel XVI secolo) nel sistema di alimentazione superficiale (modificato da Bertagnini et al., 2011).
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Figura 7 – Meccanismo di innesco del parossismo, proposto da Calvari et al., 2011. Secondo questa interpretazione, l’innesco è legato allo svuotamento della parte alta del condotto nel corso di una prolungata attività lavica (modificato da Calvari et al., 2011).

Dato che solo un numero limitato di parossismi è avvenuto nel passato in concomitanza di una eruzione effusiva, questo secondo meccanismo non può comunque essere generalizzato a tutte le eruzioni esplosive di questo tipo.


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