Un team di geoscienze guidato dalla University of South Florida (USF) ha sviluppato un nuovo modo per ricostruire le dimensioni delle eruzioni vulcaniche avvenute migliaia di anni fa, creando uno strumento unico nel suo genere che può aiutare gli scienziati a comprendere le eruzioni esplosive del passato che hanno modellato la terra e migliorare il modo di stimare i rischi di eruzioni future.

Il modello numerico avanzato sviluppato dal team dell'USF consente agli scienziati di ricostruire i tassi di eruzione nel tempo stimando le dimensioni delle nuvole a ombrello che contribuiscono all'accumulo di vasti depositi di cenere vulcanica. La ricerca è pubblicata nella nuova edizione del Natura rivista, Comunicazioni, Terra e Ambiente .

La ricerca, che è stato utilizzato per decifrare il 2, 500 anni di eruzione di un vulcano in Ecuador, è stato guidato dal dottorando della USF Robert Constantinescu in collaborazione con i colleghi della USF Research Associate Laura Connor, Professor Chuck Connor, Professore Associato Sylvain Charbonnier, il dottorando Alain Volentik e altri membri di un team internazionale. Il Volcanology Group dell'USF è uno dei principali centri mondiali di scienza dei vulcani e valutazione dei pericoli.

Quando si verificano grandi eruzioni esplosive, formano nuvole a ombrello che si espandono lateralmente nella stratosfera, facilitando il trasporto di ceneri a grana fine su centinaia di miglia che si depositano e coprono vaste aree di terreno.

La tecnologia attuale consente agli scienziati di osservare le nuvole di cenere. Però, le eruzioni passate sono caratterizzate in base all'interpretazione geologica dei loro depositi di tefra, i pezzi e i frammenti di roccia espulsi nell'aria da un vulcano in eruzione. Stimando il volume e la massa eruttati, altezza del pennacchio, dimensioni della nuvola ombrello e altre caratteristiche, gli scienziati sono in grado di comprendere e caratterizzare le eruzioni vulcaniche, migliorando quindi la previsione degli eventi futuri.

Utilizzando una serie di tecniche di campo combinate con modelli statistici e numerici, i vulcanologi estraggono informazioni dai depositi al fine di caratterizzare e classificare un'eruzione su una delle scale più comunemente usate, l'indice di esplosività vulcanica (VEI). Fino ad ora, l'informazione più richiesta è l'altezza della colonna eruttiva e la massa o volume totale eruttata, disse Constantinescu.

Ma col tempo, i depositi erodono e possono fornire un quadro incerto delle eruzioni più antiche. Anche, i modelli attuali sono stati limitati in quanto assumono che tutte le eruzioni vulcaniche abbiano creato principalmente pennacchi verticali, Constantinescu ha detto, e non tengono conto delle grandi eruzioni esplosive che formano nuvole di cenere ad ombrello che si diffondono lateralmente.

Il lavoro del team USF mostra che sono le dimensioni delle nuvole a ombrello il fattore determinante nella ricostruzione delle grandi eruzioni esplosive del passato.

"Meglio possiamo ricostruire la natura delle eruzioni passate dai dati sui depositi, meglio possiamo anticipare i potenziali pericoli associati a future eruzioni esplosive, ", ha scritto il team nel nuovo articolo di giornale.

I ricercatori propongono di aggiornare la scala VEI con le dimensioni della nuvola ombrello, che ora possono essere facilmente stimati utilizzando i modelli matematici che hanno sviluppato.

I ricercatori hanno applicato il loro modello al deposito di tefra dell'eruzione di Pululagua, un vulcano ora dormiente a circa 50 miglia a nord della capitale Quito. L'Ecuador è considerato uno dei paesi più pericolosi al mondo per i vulcani. Il vulcano ha eruttato per l'ultima volta circa 2, 500 anni fa l'area è ora una riserva geobotanica rinomata per la sua biodiversità e il lussureggiante paesaggio verde.

Ci sono circa 1, 500 vulcani potenzialmente attivi in ​​tutto il mondo, oltre a quelli che si nascondono sotto gli oceani del mondo. Nel 2020, ci sono state almeno 67 eruzioni confermate da 63 diversi vulcani, secondo lo Smithsonian Institution Global Volcanism Program. "Se nei tempi moderni si osservano facilmente le nuvole a ombrello di grandi eruzioni, ora abbiamo la capacità di stimare le nuvole ombrello delle eruzioni passate, " Constantinescu ha detto. "Il nostro modello numerico ci consente di caratterizzare meglio le eruzioni vulcaniche passate e di informare i modelli per la futura valutazione dei rischi".