10 anni fa: l'eruzione di luglio-agosto 2001 dell'Etna

Attività eruttiva e colate laviche da diverse bocche eruttive sul fianco meridionale dell'Etna, viste dall'area a monti di Nicolosi nella serata del 22 luglio 2001. Il bagliore più forte, immediatamente a destra dal centro dell'immagine, viene prodotto dalle bocche a quota 2100 (F4), vicino alle strutture turistiche intorno al Rifugio Sapienza, conosciute come "Etna sud". Un pennacchio scuro, visibile appena sopra il bagliore di F4, si alza da una larga bocca esplosiva a quota 2570 (F5), dove pochi giorni dopo crescerà un grance cono nuovo. Foto di Boris Behncke, INGV-Catania

Preludio

Dopo la lunga e voluminosa eruzione di fianco del 1991-1993, l'attività eruttiva dell'Etna riprese alla fine di luglio 1995, per continuare per i prossimi 6 anni da tutti e quattro crateri sommitali del vulcano. In questo periodo sono avvenuti ripetuti trabocchi lavici dai crateri sommitali - i più spettacolari nell'ottobre-novembre 1999 dalla Bocca Nuova - e una serie senza precedenti di violenti episodi parossistici, compresi due eventi sub-pliniani dalla Voragine nel 1998 e nel 1999. Questa attività era l'evidenza visibile che il vulcano stava ricevendo un'alimentazione magmatica significante dal mantello superiore. I dati raccolti con metodi geofisici e geochimici, inoltre, indicavano che il magma eruttato in superficie rappresentava solo una minor parte del magma che si stava accumulando sotto il vulcano, e che faceva gonfiare la montagna ad un tasso notevole. L'intrusione di magma causava frequenti sciami di terremoti a profondità diverse ed in diversi settori del vulcano; una parte di questa intrusione non ebbe luogo, come di solito succede, nel sistema dei condotti centrali dell'Etna, ma si stava preparando ad aprire un nuovo percorso attraverso il fianco del vulcano.

Durante la prima metà del 2001, il centro principale di attività eruttiva era il Cratere di Sud-Est, dove inizialmente si osservava l'emissione lenta di lava da una bocca posta sul fianco nord-orientale del cono (comunemente chiamata "Levantino"); consecutivamente, dall'inizio di maggio, i tassi di emissione lavica aumentavano, e si è prodotta una nuova serie di episodi parossistici ad intervalli irregolari fra qualche giorno e diverse settimane. In questo periodo avvennero quindici parossismi; l'ultimo di questi, nelle prime ore del 13 luglio, fu anche uno dei più violenti.

Insieme a questo parossismo ebbe inizio un'attività sismica intensa, che interessava maggiormente il versante meridionale del vulcano; alcune scosse si sentirono fino ad Acireale e Catania. Fra le prime ore del 13 luglio e la mattina del 17, si sono contati più di 2600 terremoti, di cui la maggior parte non percepita dalla popolazione, ma registrate dalla rete di sorveglianza sismica dell'INGV-Catania. Nello stesso intervallo, un'estesa area sul fianco sud, fra il cratere a pozzo della  "Cisternazza" sul Piano del Lago e la Montagnola, mostrava una cospicua fratturazione del suolo, l'effetto della violenta spinta del magma verso la superficie.

Poco dopo mezzanotte del giorno 17 luglio, il Cratere di Sud-Est produsse un ulteriore parossismo, molto simile a quello precedente, del 13 luglio, con alte fontane di lava dalle bocche sommitali e del "Levantino". Possibilmente fu durante questo parossismo che si aprì una piccola fessura (F1), a poche decine di metri a ovest dal "Levantino". Questo fu l'ultimo evento che si può considerare parte del "preludio" all'eruzione del 2001.

Cronologia dell'eruzione

L'eruzione dura 24 giorni, dalla mattina del 17 luglio fino alla notte del 9 agosto 2001. L'inizio dell'eruzione avviene poche ore dopo l'ultimo parossismo del Cratere di Sud-Est, verso le ore 0500 GMT (= ora locale -2) del 17 luglio, con l'apertura di una fessurea (F2) alla base SSE del cono del Cratere di Sud-Est, ad una quota di approssimativamente 2950 m. Tale fessura produce un'intensa attività stromboliana da diverse bocche, che emettono anche colate laviche verso SE, nella direzione dell'orlo della Valle del Bove. Alle ore 1500 GMT, si apre una secona fessura (F3) ad una quota compresa fra 2890 e 2690 m, poco ad ovest dal punto sull'orlo della Valle del Bove conosciuto come "Belvedere", emettendo una colata lavica verso sud, attraverso il Piano del Lago, e nella direzione dell'area altamente vulnerabile delle infrastrutture turistiche, la funivia dell'Etna e le circostanti zone di sport invernali, la principale via d'accesso verso l'alto versante meridionale del vulcano.

Alle ore 0020 GMT del 18 luglio, una nuova frattura (F4) orientata N-S, si apre ancora più in basso, al di sotto della Montagnola e poco a monte dei Monti Calcarazzi, ad una quota di circa 2100 m; questo evento è accompagnato di un terremoto di magnitudo 2.7. Dalla parte inferiore della frattura, una colata lavica comincia ad avanzare verso sud, invadendo dopo poche ore l'area di posteggio fra il Rifugio Sapienza ed i Monti Silvestri, interrompendo la strada provinciale 92 in direzione di  Zafferana (SP92; vedi foto aerea qui sopra), e continuando il suo percorso in direzione dell'abitato di Nicolosi. Diversamente dalle lave emesse da F2 e F3, queste lave contengono abbondanti inclusioni di rocce sedimentarie, per lo più di color bianco o giallo pallido, ma sono presenti anche frammenti sedimentari di color arancione, rosso, verde, e blu. Alcune di queste inclusioni mostrano segni di interazione con il magma circostante. Inoltre, le prime analisi rivelano di presenza, nella lava emessa da F4, del minerale anfibolo, che nella sua struttura cristallina contiene molecole di acqua.

Per tutta la giornata dell'18 e il giorno 19, la lava emessa dalle bocche a quota 2100 m continua la sua rapida discesa sul versante sud, passando in mezzo ai numerosi coni di scorie più antichi, sul margine orientale del campo lavico del 1983. Nella serata del giorno 18, il fronte lavico si trova a quota 1800 m. Allo stesso tempo sta continuando senza sosta l'attività eruttiva alle fratture eruttive più a monte. Quella stessa sera, un uomo di Belpasso, che è venuto ad ammirare lo spettacolo dell'eruzione assieme ad un gruppo di amici, viene seriamente ferito nei pressi delle bocche a quota 2100 m e rimane paralizzato. Dopo questo incidente, le autorità bloccano l'accesso all'area dell'eruzione al pubblico.

Verso le ore 1900 GMT nella sera del 19 luglio, una nuova bocca (F5) si apre sul Piano del Lago ad una quota di 2570 m circa, e ad una distanza di 500 m a nord della Montagnola. L'attività eruttiva a questa bocca è fortemente esplosiva, largamente freatomagmatica con minore attività stromboliana, portando alla formazione di dense colonne di cenere e lapilli alte 200-300 m. La cenere emessa da F5 viene distribuita sul versante orientale del vulcano fino a distanze di decine di chilometri, e ricade abbondantemente nei centri abitati nella zona. Si osserva, nei frammenti più grossolani emessi da questa attività, la presenza degli stessi xenoliti sedimentari che si trovano nelle lave di F4.

Bocche eruttive e colata lavica, ben marcate dalle nubi di vapore, nei pressi della fessura (F6) nella parte settentrionale della Valle del Leone, sotto la cresta dei Pizzi Deneri (a sinistra), in una fotografia aerea ripresa il 22 luglio 2001. L'edificio in basso è l'Osservatorio Vulcanologico, e l'oggetto lungo più a sinistra è un tiltmetro tipo "water tube". Foto di Marco Neri, INGV-Catania Un'esplosione molto violenta dalla bocca principale posta sul nuovo cono piroclastico a F5, in un luogo che solo una settimana prima era conosciuto come "Piano del Lago", 28 luglio 2001. A sinistra, un palo di uno degli skilift in zona dà una vaga idea delle dimensioni del cono. Molti dei frammenti di lava incandescente nell'aria hanno le dimensioni di un camion. Foto di Boris Behncke, INGV-Catania

Nella prima mattinata del 20 luglio, si apre un nuovo sistema di fratture (F6) comincia a propagarsi dalla base settentrionale del cono del Cratere di Sud-Est verso nord-est, nella direzione della Valle del Leone. Nella parte più bassa di questo sistema di fratture avviene una vivace attività stromboliana, accompagnata dall'emissione di una piccola colata di lava. Nelle ore successive, questo sistema di fratture continua a propagare verso il basso fino alla base della scarpata sotto i Pizzi Deneri (vedi foto a sinistra), dove cambia direzione verso SE, per arrivare a quota 2,600 m. Nella parte più bassa della frattura si forma una bocca eruttiva, che emette una colata lavica. Simultaneamente, l'attività eruttiva a F4, sul versante sud, mostra un notevole incremento nel tasso eruttivo, producendo fontane di lava alte 40 m. Lo stesso giorno 20, il Cratere di Sud-Est si risveglia con una debole attività stromboliana dalla sua bocca sommitale, e tutte le fratture eruttive sul versante meridionale sono in piena attività. La violenta attività freatomagmatica alla bocca F5 presenta una notevole minaccia per il traffico aereo civile e militare presso gli aeroporti di Fontanarossa di Catania e della base militare di Sigonella, interrompendo anche il traffico stradale e causando danni nell'agricoltura. Il giorno 21 luglio l'aeroporto di Fontanarossa viene temporaneamente chiuso. Il 22 luglio, si osserva un picco nei tassi eruttivi a F4, che è accompagnato da fontane di lava alte 100–200 m nella parte inferiore della frattura, mentre nella sua parte più a monte avvengono delle frequenti esplosioni freatomagmatiche. Nel frattempo, il fronte lavico più avanzato raggiunge una quota di 1060 m, in un'area pianeggiante; più a monte, la colata lavica emessa da F3 raggiunge quota 2070 m ed investe alcuni tralicci della funivia dell'Etna. Verso le ore 0700 GMT del 23 luglio, si apre una nuova frattura orientata NW–SE (F7) sul basso versante SE flank del cono del Cratere di Sud-Est, emettendo una piccola colata di lava che si espande verso est su una lunghezza di circa 1.6 km. Il giorno 24 luglio, si osserva una leggera diminuzione nell'attività eruttiva, e le colate laviche avanzano poco. Nella serata, però, si nota un cambiamento nello stile eruttivo di F5, che mostra caratteristiche sempre più magmatiche (stromboliane). Nella mattina del 25 luglio l'attività in questa bocca è interamente magmatica, e l'accumulo del materiale piroclastico comincia a formare un largo cono di scorie. Lo stesso giorno, tutte le altre fratture eruttive continuano ad eruttare, però l'attività stromboliana di F4 è meno intensa rispetto ai giorni precedenti, e il fronte della colata lavica principale si è praticamente fermato a quota 1030 m. Il giorno successivo, 26 luglio, il nuovo cono in via di crescita sul Piano del Lago, mostra un'attività impressionnante. Si osservano delle esplosioni quasi continue, che producono fortissime detonazioni udibili anche a distanze di decine di chilometri, persino a Catania durante l'orario di punta. Il cono cresce rapidamente per l'accumulo di grandi volumi di bombe enormi lanciate da almeno tre bocche all'interno del cono. Inoltre, lava comincia ad uscire da diverse bocche sui lati sud e nord del cono, passando a N e NW della Montagola per raggiungere il ripido versante a monte della zona turistica intorno al Rifugio Sapienza. Per precauzione, si costruiscono delle barriere protettive nei pressi della stazione di partenza della funivia e del vicino Rifugio Sapienza.

Quel giorno, la lava emessa da F5 distruggono quattro dei tralicci della funivia, poi la lava passa immediatamente ad E della stazione di partenza, ricoprendo un tratto della strada provinciale 92, e avanzando diverse centinaia di metri verso sud. La stessa colata circonda la stazione d'arrivo della funivia, senza però causare danni alla struttura. A valle si tenta disperatamente di rinforzare i terrapieni protettivi che finora hanno impedito che le lave invadessero la zona turistica del Rifugio Sapienza, ma la battaglia sembra quasi persa. Nel frattempo continua senza variazioni l'attività eruttiva alle bocche di quota 2950 m (F2), mentre alla frattura di quota 2700 m (F3) continua l'emissione di lava, ma l'attività esplosiva è cessata. Anche nella frattura F6 (Valle del Leone) continua una debole attività effusiva, generando una colata lavica in direzione di Monte Simone (nella parte settentrionale della Valle del Bove); infine la fessura F4 di quota 2100 m non mostra variazioni rispetto al giorno precedente.

Attività stromboliana debole ed emissione di colate laviche dalle bocche a quota 2950 m (F2), in primo piano al centro e a sinistra, durante il decimo giorno dell'eruzione, 16 luglio 2001. Dietro la bocca incandescente del più grande hornito di F2, un conetto alto circa 20 m nella parte centrale di F3, a quota 2720 m circa, sta emettendo del vapore bianco; un po' più a destra si vede l'edificio di "Torre del Filosofo" appena sfiorato dalle colate provenienti da F2. IN fondo a destra, un nuovo cono troncato da un vastro cratere che contiene diverse bocche esplosive, sta emettendo una colonna di cenere diluita - questo è F5, a quota 2570 m. La striscia biancastra alla sua destra è una colata lavica diretta verso la stazione d'arrivo della funivia dell'Etna. Dietro questo nuovo cono si intravede la sagoma della Montagnola, formatasi nel 1763. Foto di Boris Behncke, INGV-Catania

Per quanto riguarda l'impatto sulle proprietà umane, i giorni 27-30 luglio sono i più drammatici dell'eruzione. Mentre la frattura F6 nella Valle del Leone (F6) mostra un'attività sempre più debole, e non si osservano variazioni significanti nell'attività delle altre fessure eruttive, il nuovo cono (F5) su quel che era una volta il Piano del Lago, presenta uno show mozzafiato, e la lava che esce da alcune bocche poste alle basi N e S del cono, si riversa sul ripido pendio ad W della Montagnola, presentando una continua minaccia per la zona intorno al Rifugio Sapienza. Si continua di lavorare sulla barriere protettive sperando che esse possano impedire la distruzione della stazione di partenza della funivia e del Rifugio Sapienza, nonché gli altri edifici in zona. Tuttavia, nella sera del 30 luglio, una nuova colata di lava proveniente da una delle bocche effusive di F5 dà fuoco alla stazione d'arrivo della funivia. Nello sfondo della drammatica scena dell'edificio in fiamme, il nuovo cono sul Piano del Lago lancia le sue fontane di lava nel cielo, producendo detonazioni che scuotono il suolo. Questo è il momento più apocalittico dell'intera eruzione; ancora nessuno può immaginare che il peggio sta per passare.

Inoltre, clinopirosseno è presente anche sotto forma di fenocristalli assieme a plagioclasio, olivina, e 1-2% di anfibolo. Le lave del primo gruppo sono quelle emesse da tutte le bocche al di sopra di quota 2600 m (F1, F2, F3, F6, e F7). Tali fessure sono evidentemente strettamente collegate al sistema dei condotti centrali dell'Etna. Invece, le bocche a quota 2570 (Piano del Lago) e 2100 m (F5 e F4, rispettivamente) sono la fonte del basalto alcalino contenente l'anfibolo, nonché abbondanti xenoliti derivati dal basamento sedimentario dell'Etna (Flysch Numidico). La maggior parte di questi xenoliti hanno diametri di qualche centimetro, ma alcuni hanno diametri di 10-15 cm.

L'eruzione dà nascita a diversi coni piroclastici di varie dimensioni. L'edificio piroclastico più grande, il cono di scorie di F5 a quota 2570 m, ha una forma quasi simmetrica e un'altezza di circa 80 m. La crescita di questo cono è avvenuta quasi interamente nell'intervallo fra il 25 e il 31 luglio. In cima si trova un vasto cratere di circa 150 m di diametro e profondo 50-60 m, con pareti ripide, localmente verticali. Alla base della parete craterica orientale è presente un dicco spettacolare, mentre un dicco meno cospicuo si trova alla base della parete WNW. Si osservano inoltre diverse faglie - o sistemi di faglie - nelle pareti E e NW del cratere, e un graben al di sopra del dicco nella parete orientale. Questo cono viene formalmente battezzato "Monte Josemaría Escrivá" (fondatore di Opus Dei, una scelta di nome un po' problematica), ma comunemente è conosciuto come "il cono del laghetto" (Calvari & Pinkerton, 2004), facendo riferimento al piccolo lago che in molti anni si è formato nella parte più depressa del Piano del Lago durante lo scioglimento delle nevi in primavera.

Altri coni piroclastici, più piccoli, si sono formati alle bocche di F4 (2100 m) e nella parte più bassa della fessura F3, a quota 2720 m circa, mentre una serie di hornitos dalle pareti molti ripide è stato costruito attorno alle bocche di F2 (2950 m) e nella parte centrale della fessura in Valle del Leone (F6).

Il volume totale di lava emessa durante l'eruzione del 2001 viene stimata da Behncke & Neri (2003) in 25 milioni di metri cubi (dense-rock equivalent), mentre Coltelli et al. (2007) dànno un volume "bulk" di 40 milioni di metri cubi, il ché corrisponde a circa 32 milioni di metri di dense-rock equivalent. Il volume complessivo del tefra emesso nell'eruzione è dell'ordine di 5-10 milioni di metri cubi, di cui 4.6 milioni di metri cubi costituiscono il solo "cono del laghetto" (Fornaciai et al., 2010).

L'eruzione del 2001: significato ed effetti sulla dinamica dell'Etna

L'eruzione di luglio-agosto 2001 dell'Etna segna un notevole cambiamento nella dinamica del vulcano. Dapprima, comporta un forte disturbo nel sistema dei condotti centrali: il Cratere di Sud-Est si risveglierà solo dopo cinque anni, e la Bocca Nuova rimarrà silenziosa persino per 10 anni (a parte un breve episodio di debole attività stromboliana nel giugno del 2002). Dieci anni dopo l'eruzione del 2001, la Voragine non mostra alcun segno di vita. Solo il Cratere di Nord-Est mostra poca variazione nella sua attività; infatti è luogo di un'intensa attività stromboliana nell'estate del 2002, prima che il suo condotto si svuoterà nei primi giorni dell'eruzione del 2002-2003. Tuttavia, il Cratere di Nord-Est ha rapidamente recuperato la sua vivacità, essendo la fonte di una continua, anche se profonda attività esplosiva fino ad oggi.

L'eruzione del 2001 è il primo caso di attività "eccentrica" che è stata documentata con metodi moderni di sorveglianza vulcanica e analisi scientifica. Quasi 40 anni prima, Rittmann (1964) suggerì che questo vulcano facesse due tipi di eruzioni di fianco, uno alimentato dai condotti centrali attraverso intrusioni più o meno radiali (laterali), l'altro invece alimentato da nuovi condotti non legati ai condotti centrali, che chiamò "eccentrici". Ciononostante, durante il XX secolo, una sola eruzione ha mostrato caratteristiche eccentriche, quella di gennaio-marzo 1974, un periodo quando la vulcanologia etnea si trovava ancora nella sua infanzia. All'inizio del terzo millennio nessun vulcanologo sull'Etna pensava ad eruzioni eccentriche da distinguere da quelle più frequenti, chiamate "laterali".

Ciò è cambiato con l'eruzione del 2001, che ha dimostrato come la risalita rapida e violenta di un dicco magmatico non solo può innescare un'eruzione eccentrica, ma anche causare la fratturazione di tutta la parte sommitale del vulcano, e il drenaggio di magma dai condotti centrali nella maniera di una tipica eruzione laterale. In tal senso, l'eruzione del 2001 potrebbe anche essere chiamata "due eruzioni in una", che inoltre ha interessato due diversi settori del vulcano, quello meridionale e quello nord-orientale. La duplice natura dell'eruzione è anche evidente nell'emissione di due magmi con caratteristiche composizionali e mineralogiche ben distinte. Per la prima volta nella storia dell'Etna, l'intrusione di un dicco eccentrico è stata documentata anche con metodi geofisici moderni (Bonforte et al., 2009). Si sa ora che l'intrusione violenta del dicco nel fianco sud dell'Etna nel 2001 ha causato una rapida accelerazione dello spostamento lento verso mare del settore orientale del fianco etneo, che ha avuto culmine nell'eruzione del 2002-2003 e sta continuando tuttora. L'eruzione del 2001 è quindi un evento chiave nella storia recente del vulcano, che ha fortemente alterato la sua dinamica e allo stesso tempo dato una spinta senza precedenti alla vulcanologia etnea. Solo adesso, dopo dieci anni, l'Etna sembra ritrovare una sorta di equilibrio, ritornando ad un comportamento piuttosto "classico" come la ripresa dell'attività stromboliana intracraterica persistente nella Bocca Nuova a metà luglio 2011.

Bibliografia

[Nota: la letteratura scientifica pubblicata a proposito dell'eruzione etnea del 2001 è abbondante e il numero di pubblicazioni è probabilmente poco inferiore alla quantità di pubblicazioni sulla famosa eruzione del Mount St Helens (Stati Uniti) nel 1980. Questo elenco, destinato a crescere, per il momento elenca solo alcune pubblicazioni che trattano di aspetti specifici discussi nell'articolo presente.]

Behncke, B., Neri, M. (2003) The July-August 2001 eruption of Mt. Etna (Sicily). Bulletin of Volcanology, 65: 461-476; doi: 10.1007/s00445-003-0274-1

Bonaccorso, A., Aloisi, M., Mattia, M. (2002) Dike emplacement forerunning the Etna July 2001 eruption modeled through continuous tilt and GPS data. Geophysical Research Letters, 29, 13, doi: 10.1029/2001GL014397

Bonforte, A., Gambino, S., Neri, M. (2009) Intrusion of eccentric dikes: The case of the 2001 eruption and its role in the dynamics of Mt. Etna volcano. Tectonophysics, 471: 78-86, doi: 10.1016/j.tecto.2008.09.028

Calvari, S., Pinkerton, H. (2004) Birth, growth and morphologic evolution of the ‘Laghetto’ cinder cone during the 2001 Etna eruption. Journal of Volcanology and Geothermal Research, 132: 225-349, doi: 10.1016/S0377-0273(03)00347-0

Coltelli, M., Proietti, C., Branca, S., Marsella, M., Andronico, D., Lodato, L. (2007) Analysis of the 2001 lava flow eruption of Mt. Etna from three-dimensional mapping. Journal of Geophysical Research, 112, F02029, doi: 10.1029/2006JF000598

Fornaciai, A., Behncke, B., Favalli, M., Neri, M., Tarquini, S., Boschi, E. (2010) Detecting short-term evolution of Etnean scoria cones: a LIDAR-based approach. Bulletin of Volcanology, 72: 1209-1222, doi: 10.1007/s00445-010-0394-3

Rittmann, A. (1964) Vulkanismus und Tektonik des Ätna. Geologische Rundschau, 53: 788-800, doi: 10.1007/BF02054564