L'attività del Laboratorio di Cartografia "MAP-LAB"
Personale: Stefano Branca (coordinatore), Boris Behncke, Emanuela De Beni, Cristina Proietti
Durante una crisi eruttiva le diverse attività di monitoraggio vulcanologico permettono di definire in tempo reale la dinamica e l'evoluzione dell'eruzione in corso. Fra le attività di monitoraggio la mappatura di un campo lavico in formazione è di fondamentale importanza ai fini di una corretta gestione delle crisi eruttive da parte della Protezione Civile e delle autorità locali.
Fig. 1. Esempi delle attività eseguite dal laboratorio di cartografia "MAP-LAB" sul campo per misurare le dimensioni di nuove morfologie vulcaniche (p.es. il cono del Nuovo Cratere di Sud-Est, NSEC) e per determinare la temperatura di una colata lavica attiva.
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Fig. 2 Alcuni esempi di episodi di fontana di lava nel 2011-2012 e mappa complessiva dei 25 campi lavici formatisi durante gli episodi parossistici del NSEC dal 12 gennaio 2011 al 24 aprile 2012 |
Il laboratorio di cartografia “MAP-LAB” si occupa della mappatura delle colate laviche e delle morfologie associate all’attività vulcanica. Lo staff del “MAP-LAB” ha definito una procedura operativa da applicare, in caso di eruzione effusiva dell'Etna, per rendere rapide ed esaustive la mappatura di colate laviche, la raccolta e la catalogazione dei dati di terreno e la definizione dei principali parametri vulcanologici. A tale scopo è stato realizzato un geodatabase con il software “ArcInfo” della ESRI per la visualizzazione, l'analisi, l'”editing” e il “geoprocessing” di dati spaziali. Un geodatabase è una banca dati ottimizzata per archiviare e interrogare dati correlati ad oggetti nello spazio. La mappatura di precisione delle colate laviche si basa su dati raccolti durante rilievi di terreno e da elicottero. Il recente acquisto di due GPS-GIS di alta precisione, che possono essere collegati via cavo ad un binocolo laser, permette di acquisire a distanza la posizione di target potenzialmente pericolosi (bocche eruttive) o difficili da raggiungere. Le colate possono anche essere mappate tramite rilievi GPS cinematici effettuati camminando lungo porzioni del limite del campo lavico. Durante i rilievi di terreno si raccolgono campioni di lava, che viene immediatamente raffreddata con acqua o neve, per poter effettuare in laboratorio l’analisi chimica dei vetri. Sul terreno si misura, inoltre, la temperatura della lava con una telecamera termica o una termocoppia. Ogni punto di misura o di campionamento viene registrato nel GPS insieme ai parametri ad esso associati. Tutte le informazioni raccolte vengono riversate, con un semplice click, nel geodatabase creato ad hoc dallo staff del “MAP-LAB” ottenendo così dei record completi e omogenei delle caratteristiche di ogni evento eruttivo. I rilievi da elicottero permettono di fotografare l’intero campo lavico, rappresentando il migliore ausilio alla mappatura. Purtroppo tali rilevi vengono effettuati di rado a causa dell’elevato costo, inoltre sono vincolati alle condizioni atmosferiche. Etna - il "vulcano palestra" L’evento eruttivo del 12 gennaio 2011 ha permesso di testare la procedura operativa sopra descritta e verificare l’utilità e l’affidabilità degli strumenti a disposizione del “MAP-LAB”. Grazie alle favorevoli condizioni atmosferiche è stato effettuato anche un sorvolo con l’elicottero, le immagini acquisite sono state georeferenziate e processate per eliminare le distorsioni dovute alle variazioni topografiche e al fatto che le foto non vengono acquisite perpendicolarmente al terreno. L’utilizzo congiunto dei dati di terreno e delle foto da elicottero ha permesso di mappare la colata con una precisione mai ottenuta prima. Fra il 12 gennaio 2011 e il 27 aprile 2013, l’Etna ha dato luogo a 38 eventi parossistici di fontane di lava dal Nuovo Cratere di Sud-Est (NSEC) che hanno generato campi di lava (Fig. 2) propagatisi nella desolata Valle del Bove senza arrecare pericoli e danni. Le massime lunghezze raggiunte da queste colate laviche sono state poco superiori a 4 km. Inoltre, alcune colate di lava sono state emesse da fratture sui fianchi sud e nord del NSEC. L’Etna è stato così la perfetta palestra di allenamento per lo staff del “MAP-LAB”. |
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Fig. 3 a) e b) Il cratere a pozzo prima e dopo l'episodio eruttivo parossistico di gennaio January 2011 (la linea rossa tratteggiata in b mostra i contorni dell'orlo del pozzo); c)-d)-e) evoluzione del cratere a pozzo su un modello digitale del terreno (DEM). - Fig. 4 a) e b) Evoluzione del cono del NSEC nel 2011 e 2012; è evidente una notevole crescita sia in altezza che in larghezza del cono. c)-d)-e) Spessori dei prodotti vulcanici che costituiscono il cono, su un DEM.
Un vulcano che cambia rapidamente
Un bel esempio di quanto velocemente possa cambiare la morfologia di un vulcano viene fornito dall’Etna in occasione della formazione di un nuovo cono di scorie alle pendici del fianco orientale del Cratere di Sud Est (SEC). A novembre 2009 un nuovo cratere a pozzo (5 x 8 m) si apriva alla base del SEC (Fig.3) e dopo una serie di collassi raggiungeva circa 40 volte la sua dimensione iniziale. Il materiale scoriaceo accumulato durante le fontane aveva costruito, attorno al cratere, un cono alto 110 m ad agosto 2011, 190 m ad agosto 2012 (Fig. 4), e dopo i parossismi di febbraio-aprile 2013 il cono aveva raggiunto un'altezza di 245 m. Poiché questo cono cresce quasi esclusivamente durante l’attività di fontanamento, possiamo dire che il NSEC si è formato in circa 2 giorni e mezzo (durata totale delle 38 fontane dal 12 gennaio 2011 al 27 aprile 2013 circa 60 ore).
Fig. 5. Mappa delle colate laviche emesse durante la serie di episodi parossistici fra febbraio e aprile 2013
Un "allenamento" per future emergenze
Il lavoro effettuato nell'intervallo 2011-2013 sul NSEC e le sue colate, è stato per lo staff del "MAP-LAB" una preziosa occasione di allenarsi per essere pronti ad affrontare un'eruzione di fianco potenzialmente pericolosa per zone popolate o terreni coltivati. Tali eruzioni avvengono, ad intervalli irregolari (da meno di un anno a più di 20 anni), da bocche eruttive che si aprono sui fianchi dell'Etna, maggiormente a quote superiori a 1500 m s.l.m. (sopra il livello del mare), ma più raramente anche a sole poche centinaia di metri s.l.m., in zone ormai densamente urbanizzate sui fianchi meridionale ed sud-orientale. Nel caso di una colata di lava potenzialmente distruttiva, le caratteristiche fisiche principali della colata, come il tasso di effusione e la sua espansione sul terreno, devono essere misurate con la migliore precisione possibile, e queste informazioni devono essere comunicate tempestivamente alle autorità e alla Protezione Civile per facilitare le misure ed azioni eventualmente da intraprendere. Il compito di misurare i parametri essenziali di una colata di lava e delle bocche eruttive può essere reso difficile e pericoloso da attività eruttiva esplosiva e dalle caratteristiche del terreno; in tali condizioni l'utilizzo delle nuove attrezzature descritte sopra sarà di grande aiuto.
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