Quando Yves Moussallam visitò la zona circostante il vulcano Ambrym di Vanuatu nell’inverno del 2018, il suolo era ricoperto di erba e piante, e cinque laghi incandescenti di roccia fusa gorgogliavano nella caldera del vulcano. Solo due settimane più tardi, si trovò davanti un panorama privo di colori: la cenere grigia ricopriva ogni roccia e fessura, e i laghi erano vuoti, la lava svanita come acqua risucchiata dallo scarico di un lavandino.

“Sembrava una scena in bianco e nero” dice Moussallam, vulcanologo alla Columbia University e membro del laboratorio francese Laboratoire Magmas et Volcans. “L’intera area della caldera era completamente cambiata.”

Questa trasformazione ebbe luogo alla vigilia di una straordinaria eruzione che ha sorpreso gli scienziati per la sua progressione. Una piccola parte della lava è stata eruttata dalle fessure vicine, ma la maggior parte si è spostata sottoterra: una lingua di magma di dimensioni pari a 160.000 piscine olimpioniche. Come ha riportato il team di studio in Scientific Reports, il movimento sotterraneo ha spaccato la crosta terrestre, sollevando vertiginosamente le coste ed espellendo la lava sul fondo dell’oceano.

“È una specie di eruzione negativa, in un certo senso” afferma il vulcanologo Clive Oppenheimer dell’Università di Cambridge, che non ha partecipato al team di studio. “Non si tratta di materiale proveniente dal sottosuolo, è il magma che si è spostato sotto la crosta.”

Il nuovo studio, condotto in collaborazione con il Dipartimento di meteorologia e rischi geologici di Vanuatu, fornisce una rara e dettagliata fotografia dell’attività dell’Ambrym sopra e sotto il suolo, che aiuta i geologi a interpretare la miriade di processi che contribuiscono all’attività vulcanica.

“Il lavoro del vulcanologo è cercare di capire cosa succede a chilometri di profondità sotto i nostri piedi, e può essere molto difficile perché non abbiamo accesso diretto ai serbatoi magmatici” dice Tara Shreve, principale autrice dello studio e dottoranda all’Institut de Physique du Globe de Paris. Questo nuovo studio mette insieme una serie di indizi utili a comprendere meglio cosa bolle nella pentola sotterranea, e fornisce importanti dettagli sulle capacità vulcaniche dell’Ambrym e quindi sui pericoli che tali eruzioni possono rappresentare.

“Non è come in laboratorio, dove puoi ripetere lo stesso esperimento più e più volte,” dice Emily Montgomery-Brown, geodeta al California Volcano Observatory dell’U.S. Geological Survey, che non ha fatto parte del team di studio. “Da ogni singola eruzione apprendiamo sempre molte informazioni”.

Un caso fortunato

Originariamente Moussallam si era avventurato sull’Ambrym per uno studio di analisi dei gas espulsi dai crateri dell’arco vulcanico di Vanuatu, un progetto fondato dalla National Geographic Society. Moussallam e il suo team hanno monitorato i gas dei tre laghi di lava dell’Ambrym e poi hanno proseguito il percorso. Due settimane dopo, mentre si stavano preparando per prendere il volo di ritorno dalla capitale di Vanuatu, Port Vila, hanno ricevuto la notizia: l’Ambrym stava eruttando.

La squadra prese un elicottero e tornò sull’isola, dove rimasero tutti sbalorditi vedendo quanto il paesaggio era cambiato. I laghi di lava erano scomparsi. Un fiume di lava si stava raffreddando in lontananza. Gli alberi nelle vicinanze crepitavano tra le fiamme. In base a quello che vedevano, dapprima pensarono che il magma fosse stato sputato in superficie, prosciugando il sistema di laghi.

“Pensavamo che fosse andata così,” dice Moussallam. Ma come scoprirono più avanti, l’eruzione era ancora in corso, nelle profondità sotto di loro.

Intensi terremoti hanno iniziato a scuotere l’isola, e grandi fratture hanno spaccato il suolo formando un paesaggio “a gradoni”. Nel villaggio costiero di Pamal, a 13 km dal bordo della caldera, le strade si sono aperte in due e le case sono state “alzate”. Il suolo si è spaccato sotto un edificio, lasciando parte della struttura a mezz’aria.

“Evidentemente l’attività era ancora in corso” dice Moussallam. “Quello che è sbalorditivo è che fosse così lontana da dove è iniziata l’eruzione”. Unendo le analisi del satellite con le osservazioni in situ, il team più tardi scoprì che tutto questo faceva parte di un evento di più giorni:  il movimento di 400 miliardi di litri di magma verso est, che era stato compresso nelle profonde fenditure sottostanti l’isola per oltre 16 km.

Questa improvvisa aggiunta di materiale di sottosuolo ha spinto le coste in alto di un paio di metri, esponendo una grande distesa di corallo e alghe rosse alla luce del sole, per loro letale, afferma Bernard Pelletier del laboratorio Géoazur, coautore dello studio che ha analizzato le coste dopo l’eruzione. Lo spostamento di materiale si è sentito anche nell’apertura della caldera sommitale, che si è “abbassata” di quasi 2 metri.

Il 18 dicembre, quattro giorni dopo l’inizio dell’eruzione, la pomice vulcanica lambiva la riva orientale dell’isola: come se il magma fosse infine trasudato dal sottosuolo nelle acque costiere.

Scrutare nel profondo della terra

Questo tipo di “scolo” attraverso profonde fessurazioni del suolo, noto come “vulcanismo delle zone di rift”, non è cosa nuova, ma l’Ambrym è un improbabile candidato per tale fenomeno.

Il vulcanismo delle zone di rift è più comune in zone in cui le placche tettoniche si stanno separando, e l’estensione della crosta “strappa” i terreni. Prendiamo ad esempio le profonde fessure rilevate nei vulcani in Islanda, che spesso sono allineate con le placche tettoniche che si stanno separando sotto l’isola.

Il vulcanismo “di rift” è responsabile anche dell’attività del Kilauea, che, insieme ai fianchi sottostanti di Mauna Loa, sta lentamente scivolando in mare, spiega Montgomery-Brown.

Al contrario Vanuatu si trova vicino alla zona di collisione tettonica tra le placche pacifica e indo-australiana, che comprime la regione. Tuttavia la recente analisi indica che la posizione “sotto pressione” di Vanuatu non è un problema.

Il rift che ha fatto defluire il magma è orientato in modo tale che i due lati si separano in direzione della minor compressione, consentendo alla frattura di sfiatare “come un palloncino”, dice Montgomery-Brown. Il modello sviluppato dal team suggerisce che la sacca di magma all’interno del rift probabilmente si è “gonfiata” di oltre 4 metri in alcuni punti.

Quello che ci chiediamo è cosa sia successo ai gas del vulcano, dice Philipson Bani, vulcanologo del France’s Institute of Research for Development, che non ha fatto parte del team di studio. L’Ambrym è stato uno dei più grandi emettitori naturali di anidride carbonica e di altri gas vulcanici al mondo, per molti anni. Come è riuscito a mantenere tale attività rimane un mistero, dice.

Poi ci fu l’eruzione e, dalla sera alla mattina, o quasi, l’emissione di gas è cessata. “Come è possibile che semplicemente si sia “tappato il camino?” dice Bani. “Sull’Ambrym in passato abbiamo avuto veramente molti gas, e poi fine. Basta.”

Riserve magmatiche

Potrebbero emergere altri indizi sull’eruzione dell’Ambrym, commenta Moussallam. Attualmente si sta studiando la composizione chimica della lava, che sembra essere di due tipi diversi, come se provenisse da due serbatoi separati.

È necessario che ulteriori ricerche confermino il dato, ma, questo suggerirebbe che la scintilla che ha dato inizio all’eruzione potrebbe essere stata la formazione di un nuovo collegamento tra i due serbatoi.

Le analisi dettagliate sui sistemi vulcanici, come quest’ultima relazione sull’Ambrym, sono importanti per comprendere i meccanismi delle eruzioni. Il lavoro fatto per questo evento può fornire informazioni sulle “riserve magmatiche”, rivelando quanta roccia fusa potrebbe essere a disposizione per le future eruzioni, dice Mongomery-Brown.

Appena pochi mesi prima dell’“inghiottimento” dell’Ambrym, i laghi di lava del Kilauea nelle Hawaii zampillavano dalle profonde fenditure sui fianchi del vulcano. Ma Montgomery-Brown e i suoi colleghi hanno recentemente scoperto che la grande eruzione del Kilauea e il collasso del suo cratere sommitale sono stati causati dal rilascio del solo 11-33% della sua riserva di magma poco profondo. Questo dato ha suscitato molti quesiti, incluso il perché l’eruzione si sia fermata.

In questo senso, entrambe le eruzioni forniscono uno sguardo prezioso nella dinamica di come funzionano i vulcani, dice Matthew Patrick, geologo dell’osservatorio Hawaiian Volcano Observatory, United States Geological  Survey, che non ha fatto parte del nuovo studio.

“Ora, per entrambi i vulcani, siamo in fase di recupero,” afferma, “e la grande domanda ora è: chi sarà il prossimo?"