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Le eruzioni vulcaniche sono tra gli eventi più potenti della natura. Sebbene le eruzioni iconiche come il Vesuvio, il Krakatoa e il Monte Sant'Elena catturino la nostra immaginazione, la maggior parte, circa l'80%, avviene sotto la superficie dell'oceano.
Per gran parte della storia umana, il funzionamento dei vulcani sommersi è rimasto un mistero perché si trovano a migliaia di metri sotto il livello del mare. Oggi, i progressi nella mappatura sonar, nei sommergibili per acque profonde e nei veicoli sottomarini autonomi (AUV) consentono agli scienziati di localizzare, monitorare e persino filmare queste eruzioni in tempo reale.
In tutti i vulcani, il magma sale verso l'alto finché non rompe uno sfiato, un processo noto come esplosione . Sott’acqua, però, l’acqua circostante esercita una pressione oltre 100 volte superiore a quella di un vulcano al livello del mare. Questa pressione idrostatica sopprime la forza ascendente dell'eruzione, trasformandola in una fessura piuttosto che una classica colata lavica.
L'acqua fredda e ad alta pressione raffredda la roccia fusa quasi istantaneamente, un processo chiamato tempra . Di conseguenza, la lava si solidifica rapidamente, producendo roccia dura anziché la lava che scorre sulla terraferma. Se la bocca si trova vicino alla superficie, la collisione della roccia fusa con l'acqua vaporizza l'acqua e produce un pennacchio che può sollevarsi nell'atmosfera, un fenomeno noto come efflorescenza vulcanica o pennacchio fissile .
In molti casi, i vulcani sottomarini emettono flussi di acqua calda e vapore, chiamati capacità idrotermali – senza rompere la superficie. Queste prese d'aria possono creare un sottile bagliore fumante che segnala attività nascoste sotto le onde.
I vulcani si formano ai confini delle placche tettoniche, dove il movimento della crosta terrestre crea l’energia che spinge il magma. Nell'"anello di fuoco" del Pacifico, oltre il 90% dei terremoti del mondo e il 75% dei vulcani si trovano lungo questi confini.
L’attività magmatica può innescare terremoti, che a loro volta possono innescare eruzioni. Il rapporto è così stretto che gli scienziati spesso prevedono le eruzioni monitorando gli sciami sismici. Ad esempio, un paio di terremoti di magnitudo 5,9 e 6,0 hanno colpito l'Antartide nel 2020 dopo che il dormiente Monte Erebus si è risvegliato.
Quando un’eruzione sottomarina sposta abbastanza acqua da generare uno tsunami, l’onda risultante può devastare le comunità costiere. Uno studio del 2019 in Rapporti scientifici ha scoperto che gli tsunami hanno causato il 20% di tutti i decessi legati alle eruzioni vulcaniche negli ultimi quattro secoli.
Mentre molte eruzioni sono silenziose, alcune creano nuove terre. Il processo inizia quando una bocca vulcanica costruisce un "cono" che si innalza gradualmente sopra il fondale marino, formando una montagna sottomarina . Nel corso di milioni di anni, continui flussi di lava possono spingere la struttura sopra la linea di galleggiamento, dando origine a isole come Hawai'i, Samoa e Islanda.
Quando una bocca erutta vicino alla superficie, può espellere cenere, rocce e materiale organico, collettivamente chiamati barriera anastomizzata -nell'atmosfera. Questo "fungo" della vita forma nuovi ecosistemi e può seminare interi biomi.
Tuttavia, senza un'attività vulcanica sostenuta, le isole appena formate possono erodersi e sprofondare sotto le onde, un processo chiamato denudazione subaerea. .
Le eruzioni sottomarine possono essere mortali, distruggendo istantaneamente pesci e altri organismi marini. Eppure gli stessi canali forniscono una nicchia ambientale unica che sostiene comunità diverse. Le sorgenti idrotermali, ad esempio, sono ricche di minerali e gas, i cosiddetti ecosistemi chemiosintetici -che può ospitare specie che non si trovano da nessun'altra parte.
La ricerca suggerisce che le sorgenti idrotermali potrebbero essere state la culla della vita sulla Terra. Le condizioni estreme, quali temperature elevate, pH basso e abbondante energia chimica, forniscono il modello perfetto per le prime forme di vita.
Gli scienziati localizzano i vulcani misurando le onde sismiche sul fondo dell’oceano e mappando i cambiamenti della pressione dell’acqua con registratori della pressione del fondale. Questi strumenti rivelano sottili innalzamenti del fondale marino che indicano strutture vulcaniche nascoste.
Un risultato fondamentale è arrivato nel 2009, quando è stato catturato il primo filmato dal vivo di un'eruzione sottomarina a West Mata, nel Pacifico meridionale. Il filmato mostrava la lava fusa che eruttava come una "bolla di fuoco" e da allora ha guidato gli studi successivi.
Sebbene raramente pericolose per l'uomo, nell'ultimo decennio si sono verificate diverse eruzioni spettacolari. Nel 2022, il vulcano Hunga Tonga-Hunga Ha'apai nel Pacifico meridionale ha prodotto la più potente eruzione sottomarina mai registrata:il suo pennacchio ha rilasciato abbastanza vapore da riempire 58.000 piscine olimpioniche e ha persino abbassato temporaneamente l'ozono atmosferico.
Nel 2023, una nuova isola è emersa per breve tempo al largo della costa di Iwo Jima, in Giappone, dopo un’eruzione durata 10 giorni. Entro la metà del 2024 l'isola era stata in gran parte nuovamente sommersa, a dimostrazione della natura transitoria delle isole vulcaniche.
Oggi, l'Axial Seamount al largo della costa dell'Oregon è un vulcano sottomarino attivo. Anche se la sua profondità, circa 1 miglio sotto la superficie, lo tiene lontano dalle coste popolate, gli scienziati lo monitorano attentamente per individuare potenziali attività sismiche o tsunami.
