Nel 2018, il vulcano Kilauea di Hawaii è entrato in eruzione come un razzo a stomp.

Una serie di esplosioni provenienti dal vulcano hawaiano Kilauea nel 2018 potrebbe essere stata innescata da uno stile di eruzione mai visto prima - uno che ricorda il gioco del razzo a pedale.

Nel maggio di quell'anno, pennacchi di gas caldo e roccia sono stati sparati fino a otto chilometri nel cielo mentre il vulcano eruttava esplosivamente 12 volte di seguito. Il collasso progressivo del cratere sommitale, o caldera, del Kilauea ha innescato quelle esplosioni, hanno riferito i ricercatori il 27 maggio su Nature Geoscience.

Ogni volta che grossi pezzi di roccia del cratere si tuffavano nella camera di magma sottostante, la compressione improvvisa dell'aria nella camera mandava in aria i detriti vulcanici, dice il team - molto simile al modo in cui calpestare forte la vescica d'aria di un razzo a pedale manda in volo il suo proiettile di schiuma.

Le eruzioni vulcaniche esplosive sono solitamente innescate da una qualche combinazione di due meccanismi ben noti, dice Joshua Crozier, un geofisico presso la Stanford University. La depressurizzazione del magma caldo quando ascende rilascia bolle di gas che possono espandersi fino a far esplodere la roccia fusa fuori dalla caldera. In alternativa, un pennacchio di magma in ascesa può riscaldare rapidamente l'acqua sotterranea che circola nelle rocce circostanti, mandando in aria getti di vapore e frammenti di roccia.

Ma nessuno di questi meccanismi sembrava spiegare ciò che è accaduto al Kilauea dal 16 al 27 maggio 2018. I dati geofisici raccolti vicino alla sommità del vulcano durante la sua eruzione del 2018 indicavano che l'insolita sequenza ripetitiva di eruzioni esplosive non poteva essere generata da nessuno dei meccanismi sopra citati, dice Crozier.

Per un verso, dice Crozier, il materiale eruttato non conteneva bollicine di magma, come ci si aspetterebbe nel primo scenario. Per un altro, le rocce nella caldera erano già troppo calde per contenere molta acqua liquida che potrebbe poi essere surriscaldata, eliminando il secondo scenario.

Ma Crozier e altri sospettavano che la serie di crolli della caldera del vulcano, iniziata a metà maggio di quell'anno, potesse aver avuto qualcosa a che fare con essa. Per valutare questa ipotesi, il team ha analizzato gli abbondanti dati geofisici che vengono costantemente raccolti al Kilauea.

Il vulcano è uno dei più ampiamente strumentati al mondo. Reti di sismometri tengono sotto stretto controllo i suoi meccanismi interni, mentre i tiltmetri dotati di GPS installati vicino alla sommità rilevano cambiamenti sottili nel movimento e nella pendenza del terreno, monitorando le variazioni di tensione dovute al magma in movimento. L'Osservatorio Vulcanologico delle Hawaii dispone anche di una rete di array di infrasuoni: microfoni a bassa frequenza che misurano i cambiamenti di pressione atmosferica causati, ad esempio, da esplosioni.

Modifiche alla frequenza delle onde infrasuoni che viaggiano attraverso il terreno hanno rivelato uno schema distinto durante questo breve periodo di tempo: la camera sembrava ingrandirsi, e poi c'era un'esplosione di un certo tipo. I dati sismici, nel frattempo, hanno mostrato una serie di terremoti distinti, corrispondenti a questi eventi, ognuno con una magnitudo inferiore a 5.

Ciò che probabilmente stava succedendo, dicono i ricercatori, è che la camera di magma si svuotava abbastanza da rendere instabile il tetto della caldera sopra di essa, facendo sì che questa roccia cadesse sotto il suo stesso peso. Ciò riduceva il volume del serbatoio - come comprimere la vescica d'aria di un razzo a pedale. Circa 10-30 secondi dopo, le telecamere osservavano pennacchi eruttivi che emergevano dalla sommità - il risultato della pressurizzazione dell'aria causata dal crollo del tetto che sparava verso l'alto il gas caldo e i detriti di roccia nella camera.

"Questa è la prima volta che, a mia conoscenza, si suggerisce un tale meccanismo per guidare le eruzioni," dice Larry Mastin, un vulcanologo all'Osservatorio Vulcanologico delle Cascate dell'U.S. Geological Survey a Vancouver, Washington, che non ha preso parte al nuovo studio. "È un meccanismo piuttosto insolito, ma le circostanze di questa eruzione sono insolite. E abbiamo avuto osservazioni insolitamente buone ... [che] sono state molto utili per aiutare a restringere la causa."

Mastin osserva che il meccanismo del razzo a pedale era in gioco solo nelle prime fasi del collasso della caldera del Kilauea, "quando il collasso era sostanzialmente solo il tetto che cadeva proprio sopra il corpo del magma". Col tempo, man mano che il collasso del pavimento della caldera si irradiava verso l'esterno, la compressione del razzo a pedale non era più in gioco al Kilauea. Nel frattempo, le eruzioni alla sommità sono per lo più terminate quando il condotto nella caldera centrale è stato ostruito dal materiale.

Le eruzioni in stile razzo a pedale probabilmente non sono uniche per il Kilauea, dice Crozier. Ma, dice, il sistema di monitoraggio esteso del vulcano ha reso possibile rilevare e caratterizzare il nuovo fenomeno. E a sua volta, sapere come collegare i dati sismici e gli infrasuoni può aiutare a mitigare i rischi da altri vulcani, meno ben strumentati, dice.

“In many cases, the first sign we have of an eruption is a seismic or infrasound signal. So if we can get better at relating those types of geophysical data to what the eruptive plume is doing, the better we can calibrate our models,” he says. That would reduce hazards to aviation as well as communities.