L’esplosione del vulcano sottomarino Kolumbo nel Mar Egeo nel 1650 scatenò uno tsunami distruttivo descritto da testimoni oculari storici. Un gruppo di ricercatori guidati dal dottor Jens Karstens del Centro GEOMAR Helmholtz per la ricerca oceanica di Kiel ha ora esaminato il cratere sottomarino di Kolumbo con la moderna tecnologia di imaging e ha ricostruito gli eventi storici. Hanno scoperto che i resoconti dei testimoni oculari del disastro naturale possono essere descritti solo da una combinazione di una frana seguita da un’eruzione esplosiva. I loro risultati sono pubblicati oggi sulla rivista Comunicazioni sulla natura.
Dall’isola greca di Santorini l’eruzione era visibile da diverse settimane. Nella tarda estate del 1650, le persone riferirono che il colore dell’acqua era cambiato e l’acqua stava bollendo. A circa sette chilometri a nord-est di Santorini, un vulcano sottomarino si era alzato dal mare e aveva iniziato a espellere rocce luminose. Si vedevano fuochi e fulmini e pennacchi di fumo oscuravano il cielo. Poi l’acqua si è improvvisamente ritirata, per poi sollevarsi verso la costa pochi istanti dopo, colpendola con onde alte fino a 20 metri. Si udì un enorme scoppio a più di 100 chilometri di distanza, pomice e cenere caddero sulle isole circostanti e una nube mortale di gas velenoso causò diverse vite.
“Conosciamo questi dettagli della storica eruzione del Kolumbo perché ci sono rapporti contemporanei che furono compilati e pubblicati da un vulcanologo francese nel 19° secolo”, afferma il dottor Jens Karstens, geofisico marino presso il GEOMAR Helmholtz Center for Ocean Research Kiel. Ma come sono avvenuti questi eventi devastanti? Per scoprirlo, lui e i suoi colleghi tedeschi e greci si sono recati nel Mar Egeo greco nel 2019 per studiare il cratere vulcanico con una tecnologia speciale. Karstens: “Volevamo capire come si è verificato lo tsunami in quel momento e perché il vulcano è esploso in modo così violento.”
A bordo della nave da ricerca POSEIDON, ora dismessa, il team ha utilizzato metodi sismici 3D per creare un’immagine tridimensionale del cratere, che ora si trova a 18 metri sotto la superficie dell’acqua. Dr Gareth Crutchley, coautore dello studio: “Questo ci permette di guardare all’interno del vulcano.” Non solo le immagini 3D hanno mostrato che il cratere aveva un diametro di 2,5 chilometri e una profondità di 500 metri, suggerendo un’esplosione davvero massiccia, ma i profili sismici hanno anche rivelato che un fianco del cono era stato gravemente deformato. Crutchley: “Questa parte del vulcano è sicuramente scivolata.” I ricercatori hanno poi adottato un approccio investigativo, confrontando i vari meccanismi che avrebbero potuto causare lo tsunami con le testimonianze storiche oculari. Conclusero che solo la combinazione di una frana seguita da un’esplosione vulcanica poteva spiegare lo tsunami. I loro risultati sono pubblicati oggi sulla rivista Comunicazioni sulla natura.
Combinando la sismica 3D con simulazioni al computer, i ricercatori sono stati in grado di ricostruire quanto sarebbero state alte le onde se fossero state generate dalla sola esplosione. Karstens: “Secondo questo in un determinato luogo ci sarebbero state onde di sei metri, ma sappiamo dai resoconti di testimoni oculari che lì erano alte 20 metri.” Inoltre, si dice che il mare si sia ritirato prima in un altro punto, ma nella simulazione al computer la cresta dell’onda raggiunge prima la costa. Pertanto, l’esplosione da sola non può spiegare l’evento dello tsunami. Tuttavia, quando la frana è stata inclusa nelle simulazioni, i dati concordavano con le osservazioni storiche.
Jens Karstens spiega: “Kolumbo è costituito in parte da pomice con pendii molto ripidi. Non è molto stabile. Durante l’eruzione, durata diverse settimane, la lava veniva continuamente espulsa. Al di sotto, nella camera magmatica, che conteneva molta lava di gas, la pressione era enorme. Quando uno dei fianchi del vulcano scivolava, l’effetto era come stappare una bottiglia di champagne: l’improvviso rilascio di pressione permetteva al gas nel sistema magmatico di espandersi, provocando un’enorme esplosione.” Qualcosa di simile potrebbe essere accaduto durante l’eruzione del 2022 del vulcano sottomarino Hunga Tonga, il cui cratere vulcanico ha una forma simile a quello di Kolumbo.
Lo studio fornisce quindi informazioni preziose per lo sviluppo di programmi di monitoraggio dell’attività vulcanica sottomarina attiva, come SANTORY, guidato dal coautore Prof. Dr. Paraskevi Nomikou dell’Università Nazionale e Capodistriana di Atene (NKUA). “Speriamo di essere in grado di utilizzare i nostri risultati per sviluppare nuovi approcci per monitorare i disordini vulcanici”, afferma Jens Karstens, “forse anche un sistema di allerta precoce, raccogliendo dati in tempo reale. Sarebbe il mio sogno.”
Informazioni sulla sismica a riflessione marina 3D
La sismica 3D è una tecnica geofisica che sfrutta il fatto che le onde sonore vengono parzialmente riflesse ai confini degli strati. Ciò consente di creare profili in sezione trasversale di strutture geologiche sotto il fondale marino. A differenza della sismica a riflessione 2D, la sismica a riflessione marina 3D utilizza più cavi di misura (ricevitori) trainati in parallelo dietro la nave da ricerca. Il risultato è un’immagine tridimensionale, nota come volume sismico, che ci consente di guardare sotto il fondale marino e analizzarne la geologia in dettaglio.
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