ìEuropa, terra di vulcani. Le popolazioni del vecchio Continente se ne sono rammentate quando dall'Islanda si è levata due anni fa la spessa nube di ceneri che ha costretto alla chiusura programmata degli spazi aerei e alla paralisi dei collegamenti.
Prevedere un'eruzione è difficile quanto individuare i segnali premonitori di un terremoto.
L'estrema complessità dei processi vulcanici, la grande varietà delle condizioni che caratterizzano i magmi all'interno della crosta terrestre, nonché l'impossibilità di osservare direttamente i fenomeni che avvengono in profondità, sono tutte cause di incertezza.
Ma è una sfida necessaria, da affrontare per trasformare i dati acquisiti attraverso l'osservazioni permanenti dei vulcani in modelli di previsione quanto più attendibili.
L'Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (Ingv) coordina il progetto «Nemoh» (www.nemoh-itn.eu), finanziato dal settimo programma quadro della Comunità Europea, che si prefigge di contribuire alla formazione della nuova generazione di vulcanologi europei, cui è richiesta la capacità di operare utilizzando tecniche quantitative avanzate che spaziano dagli esperimenti di laboratorio ai modelli fisico-matematici e simulazioni numeriche, fino ai metodi probabilistici utilizzati per la stima della pericolosità vulcanica e per la valutazione delle incertezze associate.
Una vera e propria vulcanologia sperimentale, che vedrà interpreti e protagonisti i nuovi scienziati della terra, chiamati a sviluppare una ricerca coordinata e avanzata.
Paolo Papale, coordinatore del progetto Nemoh, spiega come i processi che caratterizzano la migrazione dei magmi da regioni profonde della crosta terrestre, fino alla superficie, coinvolgano proprietà e comportamenti estremamente complicati.
Basti pensare che le pressioni cui sono soggetti i magmi diminuiscono lungo tale tragitto di migliaia di volte, determinando profonde modifiche nelle caratteristiche fisiche del magma fino a portare, in taluni casi, a velocità di risalita di centinaia di km/h durante le eruzioni esplosive.
«Un vulcano attivo presenta una serie di segnali che comprendono movimenti del terreno (da rapidi durante i terremoti fino a lenti o lentissimi durante le fasi di deformazione dell'apparato vulcanico), variazioni nella composizione chimica, nelle caratteristiche fisiche e nel flusso di gas vulcanici, variazioni nel campo gravitazionale, nella capacità delle rocce di condurre segnali elettro-magnetici - sottolinea Papale - Tali segnali vengono rilevati e misurati dalle moderne reti di monitoraggio vulcanico, e utilizzati per ottenere indicazioni sui processi profondi che li hanno generati».
Attraverso la vulcanologia sperimentale vengono riprodotte in laboratorio le condizioni esistenti alle diverse profondità di un sistema vulcanico fino alla superficie terrestre, e viene studiato il comportamento dei magmi in tali condizioni.
La chiave di volta è rappresentata dalle simulazioni numeriche, la cui complessità viene compensata dalla capacità di elaborazione sempre più elevata.
I processi fisici che avvengono prima, durante e dopo un'eruzione vulcanica possono essere rappresentati da sistemi di equazioni che esprimono le leggi fisiche fondamentali e il comportamento, spesso molto complesso, dei magmi.
L'insieme di queste equazioni costituisce un modello fisico-matematico. Tali modelli solitamente richiedono un numero enorme di operazioni per essere risolti, e necessitano quindi delle velocità di calcolo offerte dai computer, in particolare dalle architetture di calcolo parallelo. Solo in questo modo sarà possibile avvicinarsi sempre più a modelli in grado non solo di studiare più approfonditamente i vulcani, ma anche di anticiparne le mosse.
Eugenio Sorrentino
