Pericolosità Naturali
Eruzioni Vulcaniche
Preparato da CERG – European Centre on Geomorphological Hazards – Strasbourg, France & the Editorial Board
I vulcani possono essere descritti come fratture della crosta terrestre attraverso cui fuoriescono rocce fuse (magma), ceneri e gas.
I vulcani possono essere attivi o inattivi.
I vulcani attivi possono essere sommariamente suddivisi in due tipi:
- Vulcani esplosivi: danno luogo a grandi esplosioni che possono distruggere parzialmente l’apparato vulcanico stesso, proiettare in atmosfera alte colonne di materiali rocciosi (detriti di roccia, blocchi di roccia, ceneri, vapore ecc.) che poi ricadono lungo i versanti del vulcano, così come generare colate di lava, fango e detriti lungo i versanti del vulcano, terremoti ed emissioni di gas nocivi.
- Vulcani effusivi: possono dar luogo a lente colate di lava, piccole esplosioni, deformazioni del terreno, fontane di lava, emissioni di gas e vapori ecc.
I vulcani possono essere descritti come fratture della crosta terrestre attraverso cui fuoriescono rocce fuse, ceneri e gas.
I vulcani possono essere attivi o inattivi.
I vulcani attivi possono essere sommariamente suddivisi in due tipi:
- Vulcani esplosivi: danno luogo a grandi esplosioni che possono distruggere parzialmente l’apparato vulcanico stesso, proiettare in atmosfera alte colonne di materiali rocciosi (detriti di roccia, blocchi di roccia, ceneri, vapore ecc.) che poi ricadono lungo i versanti del vulcano, così come generare colate di lava, fango e detriti lungo i versanti del vulcano, terremoti ed emissioni di gas nocivi.
- Vulcani effusivi: possono dar luogo a lente colate di lava, piccole esplosioni, deformazioni del terreno, fontane di lava, emissioni di gas e vapori ecc.
Le eruzioni vulcaniche hanno luogo laddove i vulcani sono ancora attivi e generano situazioni di rischio qualora siano presenti attività antropiche ed insediamenti. In breve, un vulcano è ritenuto attivo se ha manifestato eruzioni:
- In tempi storici: se la sua attività è descritta in documenti storici;
- Durante l’Olocene: se la sua attività non è testimoniata in documenti storici, ma analisi scientifiche ne individuano l’attività negli ultimi 10.000 anni.
I vulcani attivi possono essere suddivisi in due categorie principali:
Vulcani effusivi
La loro pericolosità è legata al lento fluire della lava, a piccole esplosioni, a deformazioni del suolo, a fontane di lava, ad emissioni di gas e vapori ecc.
Vulcani esplosivi
Danno luogo a grandi esplosioni che possono distruggere parzialmente l’apparato vulcanico stesso, proiettare in atmosfera alte colonne di materiali rocciosi (detriti di roccia, blocchi di roccia, ceneri, vapore ecc.) che poi ricadono lungo i versanti del vulcano, così come generare colate di lava, fango e detriti lungo i versanti del vulcano, terremoti ed emissioni di gas nocivi.
Il carattere esplosivo di un’eruzione è solitamente il risultato dell’espansione di gas all’interno di lava viscosa o dell’ingresso di acqua all’interno di una camera magmatica o di un canale magmatico. Queste eruzioni si possono verificare quando un vulcano è ubicato in zone molto ricche d’acque sotterranee, nel mare o in laghi.
Credit: U.S. Geological Survey. Department of the Interior, USA
I vulcani sono un effetto delle dinamiche interne alla Terra. Un vulcano ha origine quando rocce fuse (magma) migrano attraverso le fratture dello strato più superficiale della Terra (la litosfera) raggiungendone la superficie.
Il magma ha caratteristiche molto peculiari. Una volta raggiunta la superficie, la sua temperatura può variare da 700°C a 1200 °C e la sua densità da 2300 kg/m3 a 2700 kg/m3. La viscosità è il comportamento che il magma manifesta durante il suo fluire (alta viscosità corrisponde a basse velocità di flusso; bassa viscosità corrisponde ad alte velocità di flusso) e dipende dalla sua composizione chimica. Magmi con alto contenuto di minerali silicei e gas e con basse quantità di ferro e magnesio danno origine a lave molto viscose (rioliti). Magmi con abbondante magnesio (Mg), calcio (Ca) e ferro (Fe) danno luogo a lave a bassa viscosità (basalti).
Poiché la viscosità del magma e la quantità di gas sono i fattori principali che controllano le eruzioni, si può affermare che magmi a bassa viscosità (basaltici) danno origine ad eruzioni caratterizzate da flussi di lava che avanzano per lunghe distanze in modo lento.
Magmi molto viscosi (riolitici) possono generare forti pressioni e grandi deformazioni all’interno del vulcano, dando luogo a forti esplosioni ed a flussi di lava limitati.
Vi sono tre luoghi principali in cui i vulcani possono manifestarsi:
- Al contatto tra due placche
- Placche divergenti: la progressiva separazione delle due placche genera l’apertura di fratture nella crosta terrestre attraverso le quali fuoriesce magma. In queste zone i magmi sono in genere basaltici (ad esempio lungo la dorsale medio-atlantica);
- Placche convergenti: la collisione ed il sovrascorrimento delle placche genera forti pressioni e temperature, capaci di fondere le rocce e dare origine ai vulcani più pericolosi del mondo. In queste zone, in genere, i magmi sono riolitici e ricchi di gas (ad esempio l’area del Pacifico settentrionale, il Vesuvio in Italia);
- Lontano dai limiti di placca: punti caldi (hot spots), vulcani rari, con camere magmatiche molto profonde, con produzione di magmi basaltici meno esplosivi (ad esempio le isole delle Hawaii).
The most impressive example on Earth is the “Ring of Fire”, a 40,000 km long zone of frequent earthquakes and volcanic eruptions that encircles the basin of the Pacific Ocean, also called the circum-Pacific belt or the circum-Pacific seismic belt.
The Ring of Fire involves the western coast of North America continent and the Pacific Ocean islands: Kuril, Japan, Philippines. It accounts for 90% of the world’s earthquakes and 81% of the world’s largest earthquakes.
The next most seismic region (5-6% of earthquakes and 17% of the world’s largest earthquakes) is the Alpide belt which extends from Indonesian islands of Java and Sumatra through the Himalayas, the Mediterranean and out into the Atlantic.
The Mid-Atlantic Ridge is the third most prominent earthquake belt.
In Europe, volcanic risk is concentrated in:
- the Mediterranean region: Southern Italy (Vesuvius near Naples, Stromboli and Vulcano in the Aeolian Islands, Etna in Sicily, etc.), Greece (Methana on the Peloponnese peninsula, Milos and Santorini in the Cyclades, Nisyros in the Dodecanese) and Turkey (Mt Ararat, Nemrut Dagi and Tendurek Dagi in Eastern Anatolia);
- the Northern Atlantic Ocean region: Canary Islands (Teide, Teneguía, Tanganasoga), Açores Islands (Capelinhos, Mount Pico) and Iceland (with 130 volcanic mountains: Hekla, Eyjafjallajökull, Surtsey, etc.).
France has some active volcanoes but only in its overseas departments: the “Mount Pelée” in the Martinique and “La Grande Soufrière” in Guadeloupe (Carribean Sea), the “Piton de la Fournaise” in the Réunion island (Indian Ocean) and both submarine and emerged volcanoes in the French Polynesia (Pacific Ocean). The United Kingdom also has some in its overseas territories: for exemple, the very dangerous Soufriere Hills volcano is located on the island of Montserrat (Carribean Sea).
Esplosioni ed colate piroclastiche spostano, solitamente, un’imponente massa d’aria ad alta velocità, causando morti e la repentina distruzione di edifici, infrastrutture e dell’ambiente.
I tefra (materiali rocciosi proiettati in atmosfera) possono causare morti e feriti nel momento in cui ricadono a terra, ricoprendo vaste aree e danneggiando le strutture e l’ambiente.
Le ceneri vulcaniche, espulse dal condotto vulcanico, hanno un diametro minore di 2 mm e sono come piccole particelle di vetro appuntite, capaci di danneggiare qualsiasi cosa incontrino. Le ceneri vulcaniche sono molto dannose per l’ambiente circostante il vulcano: a causa di piogge di ceneri molto abbondanti, le persone e gli animali possono morire per mancanza di ossigeno e case e palazzi possono crollare. Le nuvole di cenere possono, inoltre, essere molto pericolose per gli aerei, poiché possono danneggiarne i motori e gli strumenti di controllo.
I gas vulcanici possono essere nocivi per la salute umana e degli animali e per l’ambiente naturale.
Le colate di lava si muovono lentamente, pertanto raramente rappresentano un pericolo per la vita dell’uomo, a patto, però, che vengano rispettati adeguati comportamenti di sicurezza.
Le colate piroclastiche, le colate di terra (lahar), le valanghe di detrito e le frane mobilitano notevoli quantità d’acqua, rocce e detrito lungo i versanti del vulcano e possono essere molto pericolosi per la vita umana. Le persone colpite da questi processi possono morire a causa delle ferite da impatto ricevute, per annegamento, per asfissia o per ustioni. L’unica misura di protezione verso tali pericolosità è rappresentata dall’evacuazione repentina di tutte le persone che si trovano all’interno dell’area potenzialmente coinvolta nell’eruzione.
I terremoti generati da eruzioni vulcaniche possono causare perdite umane laddove la qualità e la manutenzione degli edifici sono scarse. In tali condizioni, anche piccoli terremoti generati da vulcani possono causare danni o distruzioni alle costruzioni, uccidendo e ferendo persone.
Gli incendi provocati dalle eruzioni vulcaniche sono responsabili della distruzione di foreste, riserve di legname, edifici, industrie e quant’altro, causando gravi danni alle aree urbane e rurali.
Le eruzioni vulcaniche possono anche generare maremoti: grandi onde marine che raggiungono le aree costiere finanche ampie zone dell’entroterra, causando morti, danni e distruzione delle zone costiere.
Volcanic eruptions can have strong negative effects for the environment. They can produce large destruction of the environment as lava flows and pyroclastic materials cover large portions of natural environments, destroying them for decades.
Furthermore, toxic gases emitted during strong activity can have an additional impact and in particular carbon dioxide emitted from volcanoes can have a significant impact on increasing greenhouse effect.
Emitted gases consist mainly of water vapour (H2O), carbon dioxide (CO2) and sulphur dioxide (SO2) and other gases typically found in volcanic ashes are hydrogen sulphide (H2S), hydrogen chloride (HCl, which becomes hydrochloric acid in contact with humidity), hydrogen fluoride (HF) and carbon monoxide (CO).
In particular, sulphur dioxide is converted in the stratosphere into sulphuric aerosols which reflect solar radiation absorbing heat but also take part in chemical reactions generating ozone destructive material, globally affecting the climate, and producing acid rains.
A typical example of a volcanic eruption that caused substantial environmental damage is the 1991 Mount Pinatubo eruption (90kms northwest of Manila in the Philippines), the second largest volcanic eruption of the twentieth century.
Large eruptions can cover prehistorical and historical remains, preserving them up to our days. Very famous examples of historical remains and archaeological sites damaged by volcanic eruption are known in the world: the Vesuvius area, inhabited since the Ancient Greek period, suffered eruptions with consequences on monuments and archeological sites (i.e. Pompeii, Herculaneum and prehistorical settlements near the Vesuvius).
Le conseguenze possono essere ridotte od amplificate a seconda dei comportamenti individuali ed a seconda delle politiche di sviluppo delle comunità:
- Comportamenti: per le persone che vivono in aree in cui sono presenti vulcani attivi è di essenziale importanza conoscere bene le istruzioni da seguire in caso d’emergenza ed i piani d’emergenza. In caso di allarme o di crisi, ogni persona deve comportarsi nel giusto modo rispetto al lavoro delle squadre e delle autorità di protezione civile.
- Politiche di sviluppo urbanistico: devono essere adeguatamente applicate nelle aree ove sono presenti vulcani attivi. Le comunità locali devono essere a conoscenza dei livelli di rischio presenti nelle varie zone, mentre le autorità pubbliche devono adottare ed implementare regole appropriate nella pianificazione dei nuovi edifici e delle attività industriali ed agricole.
Se i comportamenti e le politiche di sviluppo urbanistico non tengono in sufficiente considerazione il rischio vulcanico, un’eventuale eruzione potrà determinare gravi conseguenze, drammatiche sia per le persone che per l’intera società.
Il pericolo vulcanico, ovvero la probabilità che si verifichi un’eruzione, in una determinata zona e in un determinato periodo di tempo, non può essere influenzato da scelte o da comportamenti umani, giacché le eruzioni vulcaniche sono un fenomeno strettamente naturale.
Per contro, il rischio vulcanico, funzione della pericolosità, della vulnerabilità e dell’esposizione, può essere influenzato dal comportamento umano: sia la vulnerabilità che l’esposizione dipendono dalle scelte e dai comportamenti che le persone adottano nel corso degli anni.
Le previsioni del rischio vulcanico comprendono attività volte alla comprensione dei meccanismi di funzionamento dei vulcani ed alla valutazione della probabilità che un’eruzione si verifichi in una certa zona, con una certa intensità (magnitudo) ed in un certo lasso di tempo.
Le attività di previsione vengono intraprese da scienziati ed esperti, giacché le necessarie valutazioni si basano su:
- lo studio della dinamica del sistema geologico e del vulcano;
- lo studio della storia del vulcano;
- la stima della probabilità per differenti tipologie di eruzione;
- l’identificazione di zone e luoghi a rischio.
Sebbene si possano trovare similitudini nella dinamica generale di ogni vulcano, ognuno di essi si comporta in modo differente dagli altri ed implica una pericolosità specifica: è, quindi, molto importante, per gli scienziati, studiare e monitorare ogni singolo vulcano in modo diverso.
Il monitoraggio dei vulcani avviene attraverso:
- Parametri fisici: principalmente utilizzati per identificare deformazioni sotterranee indotte dagli spostamenti del magma (attività sismica; deformazioni del suolo; campi geomagnetici, gravimetrici e geoelettrici; livelli d’acqua nelle sorgenti e nei laghi ecc.);
- Parametri geomeccanici: principalmente utilizzati per identificare le variazioni nel magma che ne favoriscono il movimento verso la superficie (gas, acqua e lava vengono analizzati per stimarne la velocità di flusso, la quantità, la composizione e la temperatura).
Dallo studio dei depositi vulcanici, gli scienziati riescono a produrre carte di zonizzazione del pericolo che può essere atteso in una certa zona qualora un determinato vulcano si riattivi (carte di pericolosità).
La datazione dei depositi vulcanici consente di determinare la frequenza con cui le eruzioni possono avere luogo e quale sia la probabilità di avere un’eruzione in un determinato periodo di tempo (25, 50, 100, 1000 anni).
Soltanto attraverso il monitoraggio di un vulcano per un lungo periodo di tempo è possibile identificare quei cambiamenti fisici e geochimici che ne possono preannunciare l’imminente eruzione.
Una simile stima probabilistica del pericolo vulcanico consente agli scienziati, ed a coloro che gestiscono lo sviluppo del territorio, di stimare il(i) livello(i) di rischio, ed alle autorità pubbliche di pianificare misure atte a ridurre il rischio stesso.
Ovviamente, non si può prevenire una forza naturale così incredibile quale un’eruzione vulcanica.
Nonostante questo, si può prevenire il rischio vulcanico, attraverso:
- Misure strutturali: comprendono muri protettivi, barriere, canali per deviare il corso della lava e delle colate di fango lontano da aree abitate, infrastrutture e luoghi industriali ed agricoli, il rafforzamento dei tetti per sopportare il peso delle ceneri ecc.
- Misure non-strutturali: si basano su attività di monitoraggio dei vulcani, su politiche di gestione del territorio finalizzate alla riduzione del rischio per la popolazione, nonché su campagne di informazione ed educazione.
Dato che il rischio aumenta con più si è prossimi al vulcano, le comunità locali devono decidere, in primo luogo, quale livello di rischio sia accettabile per le loro scelte di sviluppo urbanistico. Ovviamente, l’essere il più lontano possibile da un vulcano è la migliore misura di prevenzione possibile rispetto al rischio vulcanico.
Sulla base di stime della probabilità che un’eruzione si verifichi in un determinato luogo, con una determinata intensità (magnitudo) ed in un determinato lasso di tempo, le autorità locali e nazionali predispongono politiche territoriali, stabiliscono piani d’emergenza, supportano le forze di Protezione Civile e promuovono adeguati stili di comportamento delle persone nelle fasi di prevenzione e di gestione dell’emergenza.
Le principali strade percorribili per mitigare le conseguenze di un rischio vulcanico sono:
- Previsione (vedi domanda 8)
- Prevenzione (vedi domanda 9)
- Preparazione e reazione (pianificazione e gestione dell’emergenza, addestramento, abilità nella gestione del rischio e nel favorire la resilienza).
La preparazione comprende tutte le misure che si possono intraprendere per diminuire la vulnerabilità dei sistemi sociali a rischio. Tutte le risorse vengono impiegate in un piano comprensivo da attivarsi in caso di un’emergenza: scienziati, autorità, rappresentanti della comunità, media, forze d’intervento ed organizzazioni (ad esempio le squadre di Protezione Civile, la polizia, i volontari ecc.), organizzazioni e strutture sanitarie, settore privato ecc. Le comunità vengono costantemente informate riguardo ai rischi ed alla loro evoluzione e questo permette loro di rafforzare o mantenere la loro capacità di reagire nel modo giusto ad una crisi vulcanica (ad esempio attraverso un adeguato comportamento individuale precauzionale, o grazie all’abilità nel seguire le istruzioni dopo un allarme ecc.).
Una prima regola essenziale è conoscere la storia delle eruzioni vulcaniche nella tua zona: molto spesso, le persone non sanno nemmeno di vivere in un’area a rischio, sebbene tale conoscenza costituisca la prima misura di protezione per loro.
Occorre ricordare che la pericolosità vulcanica può causare altre pericolosità quali terremoti, esplosioni, ondate e colate piroclastiche, tefra, ceneri e gas vulcanici, colate di lava, colate di fango (lahar), valanghe di detrito, frane, vasti incendi e maremoti.
Se vivi in un’area vulcanica devi:
- Prima di un’eruzione vulcanica:
- mantenerti lontano da un vulcano attivo
- essere a conoscenza dei piani d’emergenza istituiti dalle autorità locali e nazionali
- se vivi vicino ad un vulcano, attivo o quiescente, essere pronto ad evacuare subito dopo l’allerta.
- Durante un’eruzione vulcanica:
- seguire l’ordine d’evacuazione emanato dalle autorità ed evacuare immediatamente dall’area vulcanica al fine di evitare l’impatto con detriti aerei, gas ad alte temperature, esplosioni e flussi di lava
- verificare che non vi sia qualcuno che necessiti di speciale assistenza (ad esempio bambini, persone anziane, persone con disabilità, persone ferite ecc.)
- fare attenzione a colate di fango e frane in prossimità di corsi d’acqua, specialmente in caso di precipitazioni abbondanti e prolungate. Dato che le colate di fango possono spostarsi con grandi velocità, non attraversare ponti o canali se vedi che una colata di fango si sta avvicinando. Evita anche valli fluviali ed aree altimetricamente ribassate.
- In caso di pioggia di ceneri:
- rimani lontano dalle aree sottovento del vulcano
- ascoltata i comunicati radio: radio o TV a batterie sono essenziali per ricevere istruzioni d’emergenza aggiornate
- evita qualsiasi contatto con le ceneri: non respirare senza l’utilizzo di una maschera anti-polveri o metti un tessuto umido sulla faccia per proteggere le vie respiratorie, indossa magliette con maniche lunghe e pantaloni lunghi
- usa occhiali protettivi (occhiali di sicurezza che proteggono la zona degli occhi) per prevenire aggressioni dovute a particelle e sostanze chimiche e, se necessario, indossa normali occhiali da vista invece di lenti a contatto
- rimani all’interno di ambienti chiusi finché le ceneri non si sono depositate ed evita il pericolo di crollo del tetto eliminando le ceneri dai tetti orizzontali o a basso angolo e dalle grondaie
- chiudi le porte, le finestre e tutti i condotti di ventilazione presenti in casa (camini di ventilazione, forni, condizionatori d’aria, ventilatori ed altri condotti)
- Evita di guidare durante forti precipitazioni di ceneri e, se proprio necessario, guida piano (meno di 40-50 km/h)
- evita, inoltre, di accendere motori di macchine o camion poiché le ceneri possono bloccarli e danneggiarne le parti in movimento.
- Dopo un’eruzione vulcanica:
- verifica, presso le autorità, se lo stato d’emergenza è terminato e segui le loro istruzioni per il ritorno verso l’area colpita.
In generale, esistono differenti carte del rischio vulcanico:
- Carte scientifiche: descrivono in modo scientifico la struttura geologica e i dettagli vulcanologici (tipi di rocce, fratture, morfologia, punti d’emissione di gas, sorgenti di acque calde ecc.). La carta della pericolosità vulcanica (che descrive dove possono avere luogo i diversi tipi di pericolosità) è la più importante carta scientifica, poiché costituisce la base dei piani di sviluppo urbanistico e di emergenza sviluppati dalle autorità;
- Carte d’emergenza: descrivono le aree colpite, gli elementi a rischio, i percorsi di fuga ecc.;
- Carte di pianificazione territoriale: descrivono gli usi e le politiche da applicare per le diverse zone;
- Carte dei rischi e delle risorse costruite dalle comunità locali: realizzate dalle comunità locali (scuole, organizzazioni ecc.), descrivono i rischi e le risorse esistenti (forze di protezione civile, aree di raccolta, luoghi sicuri ecc.) al fine di accrescere la consapevolezza delle persone.
In generale, questi diversi tipi di carte sono resi disponibili presso:
- Le autorità locali: Municipi, Prefetture, Protezione Civile;
- Università, centri di ricerca scientifica ed osservatori vulcanici;
- Organizzazioni locali di cittadini.
In alcuni casi, possono essere poste delle restrizioni nell’accesso a dati sensibili contenuti nelle carte d’emergenza, qualora debbano essere utilizzati solo dalle autorità e dalle strutture operative in caso di crisi (ad esempio banche, centri di cura, grandi infrastrutture strategiche, siti militari, fabbriche ecc.).
