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Etna: Un nuovo indicatore sismico per riconoscere l’arresto delle intrusioni magmatiche laterali

Uno studio dell’Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (INGV) individua nei meccanismi focali inversi (ovvero un terremoto causato da compressione della crosta, in cui le rocce vengono spinte una contro l’altra) un segnale chiave per riconoscere in tempo quasi reale l’arresto della propagazione dei dicchi magmatici, uno degli aspetti più critici nella gestione delle emergenze eruttive dell’Etna

Durante le crisi eruttive dell’Etna, uno degli elementi decisivi per la gestione dell’emergenza è comprendere se e come il magma si stia propagando nel sottosuolo, soprattutto nei casi di intrusioni laterali potenzialmente pericolose.

Le intrusioni laterali di magma, che si propagano lungo fratture nella crosta alimentando possibili eruzioni di fianco a bassa quota, rappresentano infatti il principale fattore di rischio per i centri abitati e le infrastrutture che circondano il vulcano. In questi contesti, la domanda cruciale per la Protezione Civile è se la propagazione del dicco (ovvero un’intrusione di magma che si propaga lungo fratture della crosta, spesso in direzione laterale) sia destinata a fermarsi o possa proseguire verso quote più basse.

“Prevedere in tempo reale l’evoluzione di un’intrusione laterale è una delle sfide più complesse della vulcanologia operativa”, spiega Alessandro Bonaccorso dirigente di ricerca dell’Osservatorio Etneo dell’INGV. “In recenti studi abbiamo affrontato il problema analizzando il bilanciamento energetico tra l’energia associata all’apertura del dicco e quella rilasciata sotto forma di sismicità”.

Normalmente, la risalita del magma genera un campo di stress estensionale, associato a terremoti con meccanismi focali diretti. La comparsa di eventi con meccanismo focale inverso, tipici di un regime compressivo, è invece rara in questi contesti. “La presenza di meccanismi inversi indica che la spinta del magma incontra una resistenza crescente, tale da rallentare e potenzialmente arrestare la propagazione”, sottolinea Carla Musumeci ricercatrice dell’INGV.

L’analisi di diversi episodi storici dell’Etna – dalla crisi del 1989 all’eruzione del 2002, fino agli eventi del 2008 e del dicembre 2018 – mostra un quadro coerente: la parte terminale delle intrusioni laterali che non raggiungono la superficie è sistematicamente caratterizzata dalla comparsa di meccanismi focali inversi, assenti invece nelle fasi iniziali o nei casi di risalita verticale del magma.

Un esempio emblematico è rappresentato dall’eruzione del 2002, quando l’Osservatorio Etneo, durante una fase di forte preoccupazione per la possibile propagazione verso aree densamente abitate, interpretò la comparsa di questi segnali sismici come indicativa di un arresto imminente del dicco. Un’ipotesi allora considerata audace, ma successivamente confermata dai fatti.

Secondo lo studio, la comparsa dei meccanismi focali inversi è legata a un cambiamento del campo di stress nella parte terminale del dicco, probabilmente associato ai processi di raffreddamento e solidificazione del magma, che favoriscono condizioni compressive.

“Quello che emerge è un indicatore semplice ma estremamente efficace”, conclude Elisabetta Giampiccolo ricercatrice dell’INGV. “I meccanismi focali inversi non sono un’anomalia, ma un segnale chiave che consente di riconoscere il potenziale arresto di un dicco in near-real time, offrendo un supporto concreto alle decisioni operative durante le crisi eruttive”.

L’approccio proposto si basa esclusivamente su dati sismici, rendendolo rapidamente applicabile anche in contesti con reti di monitoraggio geodetico meno sviluppate. Un risultato che rafforza il ruolo della sismologia nella sorveglianza vulcanica e nella mitigazione del rischio, contribuendo in modo diretto alla sicurezza del territorio etneo.

Schema concettuale della propagazione di un dicco magmatico. Nella fase iniziale della propagazione del dicco (in alto a sinistra), la sismicità è caratterizzata da meccanismi focali di tipo normale e trascorrente. Nella fase finale (in alto a destra) si osservano anche meccanismi focali inversi, associati alla fratturazione del margine del magma solidificato, indotta dalla spinta del dicco.

Nella figura in basso è riportato l'andamento del Momento sismico totale calcolato dalla sismicità registrata. La linea tratteggiata rossa rappresenta il momento sismico totale atteso; le linee tratteggiate blu indicano l’inizio della fase iniziale e finale del dicco che non ha raggiunto la superficie. Sono riportati anche alcuni esempi di meccanismi focali ordinati temporalmente. Il rettangolo rosso tratteggiato evidenzia gli eventi registrati durante la fase di arresto, caratterizzata da meccanismi di faglia inversa.