Modelli numerici applicati alla Vulcanologia



Lo sviluppo di tecnologie informatiche recenti ha permesso un notevole sviluppo delle Scienze della Terra che nate come scienze puramente qualitative e descrittive, godono ora di un approccio più quantitativo, comune a tutte le scienze. La causa di ciò è da ritrovare nella tipologia di sistemi, oggetto di studio delle Scienze della Terra: sistemi estremamente complessi, dominati da un numero elevatissimo di variabili il cui comportamento risulta essere a sua volta condizionato da numerosi altri fattori.

Esempio di modello numerico (www.seismo.berkeley.edu)


Un esempio è quello della Vulcanologia, una scienza affascinante ma altrettanto fondamentale per le valutazioni di rischio vulcanico e la prevenzione di disastri connessi all’attività vulcanica, che in taluni casi possono interessare aree estese anche milioni di km quadrati. Per citare un esempio, basti pensare che in caso di eruzione del Vesuvio, la ricaduta delle ceneri, che impiegherebbero solo 6 ore per raggiungere Bari (sottovento rispetto alle correnti a getto), potrebbero comportare un forte avvelenamento delle acque degli invasi su cui si basa l’intero approvvigionamento dell’ Acquedotto Pugliese, per usi agricoli e domestici, ponendo seri problemi sul sostentamento della popolazione pugliese in una eventualità di questo tipo.

Ovviamente in zone di forte rischio vulcanico, nelle immediate vicinanze degli edifici vulcanici, fondamentale risulta la predizione dei percorsi lavici e il successo delle tecniche messe a punto ha permesso ad esempio a staff di geologi, vulcanologi e geofisici, attraverso la loro sinergia, di salvare più volte le città di Nicolosi e Zafferana dalle pericolose lave ingrottate dell’Etna.
Lo sviluppo della modellistica numerica fisico-matematica applicata a questo campo ha permesso elevatissimi livelli di precisione nelle valutazioni di rischio e predizioni molto accurate e affidabili, il tutto reso possibile da sistemi informatici molto potenti, capaci di gestire un’enorme mole di dati, variabili e scenari. Un stesso evento eruttivo è infatti il risultato di processi tra loro legati, ognuno oggetto di precisi studi: termofluido-dinamica della camera magmatica, meccanismi di risalita dei magmi , dinamica delle colonne vulcaniche, generazione e propagazione delle colate piroclastiche, dinamica dei flussi lavici, termodinamica dei magmi. Il tutto viene analizzato e integrato in sistemi informatici che permettono una successiva visualizzazione sintetica dei risultati attraverso appositi software. Ecco alcuni esempi, messi a punto dall’ INGV di Pisa:

Simulazione numerica 3D dell'eruzione del Monte Spina


Distribuzione spaziale di particelle piroclastiche in atmosfera, 1000s dopo l'inizio di un'eruzione 
Sub-Pliniana (flusso di massa = 5.0e07 Kg/s) al Vesuvio

Dinamica prossimale della colonna vulcanica durante una eruzione Sub-Pliniana al Vesuvio



Confronto tra il cammino delle colate di lava reali (contorni blu) e simulate (colori da gialli a rossi) nella città di Goma, in seguito all'eruzione del Nyiragongo (Repubblica Democratica del Congo) del 17 Gennaio 2002.


Qui invece è possibile trovare diversi video a riguardo.
Buona visione!

Profilo dell'autore

JOSHUA: Adulto, ma ancora un po’ bimbo dentro, geofisico ma anche chitarrista, sono un inguaribile appassionato di scienza e fotografia. Per non parlare dell’Heavy Metal, la politica, la satira ed i farfalloni panna e prosciutto! Scrivo sul blog per diffondere notizie, scoperte, riflessioni che sarebbe sprecato tenere per sé.

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