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TESTATO SULLO STROMBOLI UN SISTEMA DI ALLERTAMENTO IN TEMPO REALE DELLE ERUZIONI VIOLENTE

Pubblicati su Nature Communications i risultati dello studio coordinato dall’Università di Firenze, in collaborazione con i ricercatori del Dipartimento della Protezione civile, delle Università di Palermo, di Pisa e di Torino e dell’Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia di Napoli

Monitorando la deformazione del suolo dei vulcani è possibile capire in anticipo quando arriverà una violenta eruzione. Lo ha verificato sul vulcano Stromboli il team di ricercatori coordinati da Maurizio Ripepe, ricercatore dell’Università di Firenze, che ha sviluppato un sistema di allerta automatico in tempo reale. All’indagine, i cui risultati sono pubblicati sull’ultimo numero della rivista Nature communications, hanno collaborato i ricercatori del Dipartimento della Protezione civile, delle Università di Palermo, di Pisa e di Torino, dell’Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (INGV) di Napoli e dell’Università di Tohoku in Giappone.

“Le eruzioni vulcaniche esplosive sono fenomeni violenti e improvvisi, la cui dinamica è talmente rapida da sfuggire al controllo della maggior parte delle reti di monitoraggio – racconta Ripepe, responsabile del Laboratorio di geofisica sperimentale Unifi –. Tali eruzioni rappresentano un grave pericolo, soprattutto quando le aree circostanti al vulcano sono densamente abitate oppure costituiscono un’attrazione turistica. Come succede a Stromboli, dove migliaia di visitatori sono richiamati dalle deboli ma spettacolari esplosioni che si verificano ogni giorno. Questa moderata attività esplosiva – prosegue il ricercatore – può essere interrotta da eventi parossistici, come quelli che hanno devastato l’isola a luglio e ad agosto 2019, generando colonne eruttive di diversi chilometri di altezza, incendi e piccole onde di tsunami e ricoprendo di cenere e lapilli i centri abitati dell’isola”.

Proprio sull’isola delle Eolie i ricercatori hanno raccolto negli ultimi 15 anni migliaia di dati, utilizzando sensori clinometrici – che misurano cioè l’inclinazione del suolo – molto sensibili. Questi sensori permettono di stabilire come le esplosioni parossistiche siano precedute da una debole ma chiara deformazione del suolo (dell’ordine di un milionesimo di grado), fenomeno che si è ripetuto in maniera identica per ogni singolo episodio, dal più debole al più violento.

“L’intero edificio vulcano – spiega Ripepe – inizia a ‘gonfiarsi’ quasi 10 minuti prima dell’esplosione parossistica per effetto della espansione dei gas durante il processo di risalita del magma nel condotto di alimentazione”.

I segnali rilevati dai ricercatori con la loro rete multi-parametrica sono cruciali non solo per dare allerta per gli eventi esplosivi ma anche per quelli che si verificano in un lasso di tempo successivo, come i maremoti, che possono avere effetti altrettanto devastanti.

Il sistema di allertamento automatico per le eruzioni parossistiche a Stromboli – spiegano dal Dipartimento della Protezione Civile – è operativo in via sperimentale dall’ottobre 2019 e rappresenta il primo sistema automatico di allertamento al mondo per le eruzioni vulcaniche esplosive”.

Il Dipartimento di Scienze della Terra dell’Università di Torino collabora da numerosi anni al monitoraggio geochimico e satellitare di Stromboli e contribuisce allo sviluppo di nuove tecniche di allerta in grado di segnalare repentinamente i cambiamenti di attività di questo vulcano unico nel suo genere

Stromboli sistema di allertamento eruzioni violente vulcani
Foto di Steven W. Dengler, CC BY-SA 3.0

 

 

Testo e video dall’Area Relazioni Esterne e con i Media Università degli Studi di Torino

L’inquinamento atmosferico è un problema che occupa spesso le prime pagine dei giornali nel periodo autunno-inverno, quando nelle grandi città i livelli di polveri sottili salgono sopra i limiti di legge e scattano le consuete (e insufficienti) misure di blocco del traffico per cercare di ridurlo.

D’estate non se ne parla più, e sembra quasi che il problema scompaia. E invece no, cambia solo termini. L’osservato speciale dei mesi estivi è un altro, l’ozono. Vediamo quindi di che si tratta, come si forma e quali sono i limiti di legge.

L’ozono stratosferico

Conosciamo l’ozono (O3) come composto fondamentale per la vita sulla Terra, in quanto, in stratosfera, filtra le radiazioni UV del Sole dannose per la vita. Queste radiazioni possono causare tumori della pelle o incidere sul sistema immunitario, così come possono causare alterazione di alcuni ecosistemi, in particolare quelli acquatici, e influire così su catene alimentari e cicli biogeochimici.

ozono stratosferico
L’ozono nella stratosfera è fondamentale per la vita sulla Terra. (Foto di Arek Socha da Pixabay)

L’assottigliamento dello strato di ozono stratosferico (o “ozonosfera”), causato in particolare da composti clorurati e fluorurati derivanti da attività umana (applicazioni industriali e prodotti di consumo come frigoriferi, condizionatori d’aria ed estintori), è stata grande fonte di preoccupazione a livello globale in particolare dalla seconda metà degli anni ’80 e ha portato al bando quasi totale di CFC e di altre sostanze alogenate.

L’ozono troposferico

Lo stesso composto, fondamenta negli strati alti dell’atmosfera, risulta invece dannoso se presente in elevate quantità a livello di troposfera, ovvero, se presente nella parte di atmosfera in cui viviamo e respiriamo.

La molecola di ozono
Struttura della molecola di ozono. Immagine di Ben Mills, generata in Accelrys DS Visualizer, in pubblico dominio

L’ozono è un inquinante secondario, che si forma in presenza di inquinanti precursori (ossidi di azoto NOx e composti organici volatili – COV) e forte radiazione luminosa. Per questo motivo è un inquinante tipicamente estivo, a causa della maggiore luce solare è in questo periodo dell’anno che si forma in quantità maggiori, insieme ad altri inquinanti atmosferici dannosi (formaldeide, nitrato di periossiacetile acido nitrico), e viene spesso chiamato anche “smog fotochimico”. 

I precursori dell’ozono possono essere di origine naturale (come eruzioni vulcaniche o incendi spontanei), ma in modo più prevalente sono di origine antropogenica (traffico veicolare e attività industriali).

L’esposizione ad alte concentrazioni di ozono è potenzialmente pericolosa per la salute umana, in quanto è altamente irritante per le vie respiratorie e può causare malattie polmonari, insufficienza respiratoria e tumori. Sulla vegetazione, provoca effetti visibili alle foglie, e conseguente alterazione della fotosintesi e della crescita della pianta.

Il monitoraggio

L’ozono è uno dei composti principali monitorati costantemente per valutare la qualità dell’aria, insieme a polveri sottili (PM10 e PM2,5) e biossido di azoto. I limiti di concentrazione sono stabiliti dal D.Lgs 155/2010.

Limiti di legge dell'ozono troposferico
Fonte: elaborazione da D. Lgs. 155/2010

Per capire meglio questi valori, ecco le definizioni, così come riportate dal D.Lgs. 155/2010: 

  • soglia di informazione: livello oltre il quale sussiste un rischio per la salute umana in caso di esposizione di breve durata per alcuni gruppi particolarmente sensibili della popolazione nel suo complesso ed il cui raggiungimento impone di assicurare informazioni adeguate e tempestive; 
  • soglia di allarme: livello oltre il quale sussiste un rischio per la salute umana in caso di esposizione di breve durata per la popolazione nel suo complesso e il cui raggiungimento impone di adottare provvedimenti immediati;
  • obiettivo a lungo termine: livello da raggiungere nel lungo periodo mediante misure proporzionate, al fine di assicurare un’efficace protezione della salute umana e dell’ambiente.

Tra questi, il parametro principale da prendere in considerazione è l’obiettivo a lungo termine.  Secondo i dati più recenti forniti dall’ISPRA (Istituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale), nel 2018 sulle 312 centraline di monitoraggio sparse sul territorio nazionale, in ben 291 (il 92%) è stato superato il valore limite per questo parametro, e i valori più elevati sono stati riscontrati nel Nord Italia.

Il monitoraggio degli inquinanti atmosferici spetta alle Arpa, ovvero alle Agenzie regionali per la protezione ambientale, che quotidianamente pubblicano sui loro siti Internet i valori riscontrati e emanano così dei bollettini sulla qualità dell’aria. Per esempio, l’Arpa Lombardia riporta i dati in una mappa e consente la ricerca per composto e per comune. Se volete quindi conoscere la situazione dalle vostre parti, sapete dove cercare.  

smog fotochimico inquinamento atmosferico estate
Foto di Albrecht Fietz da Pixabay