Prevedere le eruzioni vulcaniche grazie a droni supertecnologici

Ricercatori in discipline scientifiche che spaziano dalla vulcanologia all’ingegneria aerospaziale hanno unito le proprie competenze per mettere a punto un innovativo sistema mirato allo studio e al controllo dell’attività dei vulcani di tutto il mondo, con particolare riferimento ai siti più inaccessibili.

Raccogliere ed analizzare le emissioni di CO2 è per esempio tanto importante quanto difficoltoso: è strettamente necessario separare il gas emesso dal vulcano da quello presente in atmosfera che proviene da altre fonti, una sorta di disturbo in sottofondo in grado di compromettere un’adeguata raccolta di dati.

Il progetto ABOVE: Aerial-based Observations of Volcanic Emissions

Ma per ottenere questo scopo è necessario i campioni di aria vengano raccolti in prossimità dei camini vulcanici, zone spesso in cui è difficile recarsi di persona, nonché estremamente pericolose.

La tecnologia degli ultimi anni ci ha resi familiari i droni, apparecchi di dimensioni più o meno ridotte dotati di grande flessibilità nella manovra. Tuttavia persistono grossi limiti nel telecomandarli fuori vista, a distanze di anche sole poche centinaia di metri.

Lo stratovulcano di Manam, in Papua Nuova Guinea, è un esempio perfetto: un diametro di 10 km per 1807 metri di altezza, costituisce un’isola ubicata a 13 km dalla terraferma. Le eruzioni fra il 2004 e il 2006 costrinsero la popolazione locale a spostarsi verso altre zone dell’arcipelago ma poi decisero di farvi ritorno, pur consci del pericolo incombente.

I droni devono essere dotati di caratteristiche particolari come sensori per l’analisi dei gas, spettrometri e raccoglitori di campioni in grado di aprirsi e chiudersi automaticamente. Grazie alle innovazioni apportate, il team è stato in grado di inviare l’apparecchio a sei chilometri di distanza e due di altezza, per raccogliere campioni direttamente dalla sommità del vulcano e riportarli indietro al fine di sottoporli ad analisi nel giro di poche ore.

La combinazione dei dati così ottenuti con quelli raccolti da terra permetterà di approfondire la conoscenza del modo in cui viene prodotto un gas come l’ossido di carbonio: sappiamo che i vulcani ne sono da sempre un’importante fonte naturale, ma il meccanismo di rilascio e da dove esso arrivi precisamente non è ancora del tutto chiaro.

Vulcani come il Vesuvio sono supercontrollati, ma tanti altri sono tutt’ora a malapena oggetto di esplorazione

Dello stesso vulcano di Manam si sa poco: finora erano disponibili soprattutto le osservazioni satellitari ed era nota la grande emissione di ossido di zolfo, ma quasi nulla conosciamo riguardo la produzione di CO2. Sono circa 500 i vulcani “sorvegliati speciali”, sotto questo punto di vista, al momento in tutto il mondo, ma pochissimi sono stati realmente studiati e la massiccia produzione di questo gas in seguito all’attività umana, da quasi zero all’equivalente di migliaia di vulcani nel giro di un paio di secoli, rende sempre più difficile distinguere quale e quanto ne venga prodotto da ciascuna delle due fonti, rendendo indispensabile un’analisi a distanza ravvicinatissima.

Lo studio delle proporzioni fra i gas di carbonio e di zolfo è fondamentale per stabilire dove si trovi e come si stia comportando il magma, aiutando i ricercatori a prevedere col più ampio anticipo possibile il rischio di eruzioni.

Come spiega il professor Tobias Fischer dell’Università del Nuovo Messico, uno degli autori della ricerca, per comprendere il meccanismo dietro i cambiamenti climatici nella storia e nel futuro del nostro pianeta è indispensabile capire innanzitutto il del ciclo del carbonio. È necessario quantificare le emissioni di diossido dalle fonti note, ma non possediamo al momento dati sufficienti riguardo la composizione isotopica della CO2 in ciascun caso; le variazioni possono permetterci di capire da dove provenga, se dal mantello, dalla crosta o da depositi sedimentari.

Parte di una ricerca della durata di dieci anni denominata Deep Carbon Observatory (DCO) con la quale la comunità scientifica globale mira a comprendere meglio il ruolo del carbonio nell’ecosistema planetario, il progetto ABOVE guidato dall’University College di Londra (UCL) include un team internazionale multidisciplinare proveniente da Regno Unito, Stati Uniti, Canada, Italia, Svezia, Germania, Costa Rica, Nuova Zelanda e Papua Nuova Guinea.

La ricerca è stata pubblicata su Science Advances nel mese di ottobre 2020.

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