Un team di vulcanologi che ha osservato la colossale eruzione del 2018 di Kīlauea, Hawaii, hanno tracciato come i metalli potenzialmente tossici trasportati nei suoi pennacchi di gas sono stati trasportati lontano dal vulcano per essere depositati sul paesaggio.

La ricerca, pubblicato in due articoli complementari in Comunicazioni Terra e Ambiente , è la più ampia indagine sul rilascio di metalli da qualsiasi vulcano fino ad oggi, che aiuta gli scienziati a comprendere la diffusione dei fumi vulcanici ricchi di metalli e l'esposizione delle comunità all'inquinamento atmosferico vulcanico intorno alle Hawaii.

L'eruzione del 2018 di Kīlauea è stata la più grande da secoli, inondando il bordo orientale dell'isola con circa un chilometro cubo di lava. Oltre mille persone hanno perso la casa e molte altre hanno sofferto di gas vulcanici nocivi.

Capire come i metalli vulcanici vengono rilasciati nell'ambiente è fondamentale dal punto di vista della salute pubblica, "Non sappiamo molto di queste emissioni di metalli, quindi questo lavoro è un passo fondamentale per comprendere il significativo, ancora sottovalutato, rischi chimici dei vulcani, " ha detto Emily Mason, dottorato di ricerca studente presso Cambridge Earth Sciences e autore principale di uno dei documenti.

Quando i vulcani eruttano esalano un cocktail di gas, principalmente vapore, anidride carbonica e anidride solforosa, allacciate con metalli pesanti evaporati, compreso piombo e arsenico. Alle comunità che vivono accanto ai vulcani, questi gas sono spesso una notevole fonte di inquinamento atmosferico e i metalli volatili che trasportano possono avere impatti di lunga durata sia sulla salute che sull'ambiente.

I vulcanologi misurano da decenni le emissioni di metalli volatili dai vulcani, ma come questi elementi si disperdono nell'atmosfera a seguito di un'eruzione, per poi piovere sul paesaggio ed essere assorbito dall'ambiente attraverso suoli e corpi idrici, è rimasto poco compreso.

Il gruppo, tra cui ricercatori dell'Università di Cambridge, segnalare concentrazioni più elevate di metalli pesanti nell'aria entro un raggio di 40 km da Kīlauea, il che significa che le comunità che vivono più vicine al vulcano sono state esposte in modo sproporzionato all'inquinamento da metalli durante l'eruzione del 2018.

Credono che i forti alisei al momento dell'eruzione, unito alla topografia del territorio, causato precipitazioni più elevate e, quindi deposito di metalli, più vicino allo sfiato. Questo potrebbe significare che un'eruzione in inverno, quando i modelli del vento sono invertiti, potrebbe comportare una diversa distribuzione della deposizione di metallo.

I loro risultati potrebbero aiutare a delineare le strategie di monitoraggio ambientale durante e dopo le eruzioni, compresi i test mirati delle forniture idriche comunitarie nelle aree a rischio, nonché aiutare i pianificatori a decidere dove costruire in sicurezza intorno ai vulcani.

Emily Mason faceva parte di un team tutto al femminile di scienziati delle Università di Cambridge e Leeds che si è diretto a prendere le misurazioni del gas quando è scoppiata la Kīlauea. Muratore, insieme all'allora primo anno di dottorato. studenti Penny Wieser e Rachel Whitty, e gli scienziati all'inizio della carriera Evgenia Ilyinskaya ed Emma Liu, arrivati ​​quando l'eruzione era in pieno corso e parte della loro area di studio era già tagliata dalla lava, "Abbiamo dovuto volare in un luogo tramite elicottero. Ricordo di essere sceso attraverso una densa foschia di gas vulcanico ... l'aria acida ha effettivamente punto la nostra pelle". disse Massone.

"Tendiamo a pensare ai rischi vulcanici più immediati come la caduta di cenere, flussi piroclastici, lava, " ha detto la dottoressa Evgenia Ilyinskaya, dell'Università di Leeds, che ha condotto la ricerca sulla dispersione del metallo sottovento, "Ma le emissioni di metalli, proprio come l'inquinamento atmosferico, sono un pericolo vulcanico insidioso e spesso sottovalutato, con un potenziale impatto sulla salute per lunghi periodi."

Durante le prime settimane dell'eruzione, la principale preoccupazione per la qualità dell'aria era lo smog vulcanico, o 'vog, " che contiene principalmente anidride solforosa con tracce di metalli pesanti e ceneri vulcaniche. Ma quando la lava fusa ha raggiunto l'oceano e ha reagito con l'acqua di mare ha innescato nuovi avvertimenti per la salute, quando venivano rilasciate nuvole bianche fluttuanti di foschia di lava o "ozio"; trasportano acido cloridrico e metalli tossici.

Lavorando con i collaboratori dell'USGS, il team ha effettuato misurazioni dei gas all'interno dei pennacchi di laze e dry vog sia dal suolo che dall'aria, utilizzando droni appositamente predisposti. Hanno persino sviluppato un telaio posteriore per i loro filtri dell'aria, in modo da poter spostare rapidamente l'attrezzatura attraverso aree in cui l'aria era densa di anidride solforosa.

Mason e co-autori hanno scoperto che i due tipi di pennacchio di gas avevano una chimica molto diversa, "Ciò che ci ha davvero sorpreso è stata la grande quantità di rame nel pennacchio di pigrizia... l'impatto delle interazioni tra lava e acqua di mare sulla biosfera potrebbe essere significativamente sottostimato. È interessante notare che questo tipo di pennacchio era probabilmente una caratteristica comune delle massicce effusioni di lava nel corso della storia geologica, alcuni dei quali sono stati collegati a estinzioni di massa."

Il loro obiettivo a lungo termine è produrre mappe del rischio di inquinamento per i vulcani, che mostra le aree a rischio per l'inquinamento da metalli, un metodo già utilizzato per comunicare aree che potrebbero essere a rischio di altri pericoli vulcanici, come colate di lava, "La nostra ricerca è solo una parte del puzzle:l'idea sarebbe quella di comprendere tutti questi pericoli in tandem".

Mirano ad applicare questo metodo in tutto il mondo, ma Mason avverte che le condizioni atmosferiche locali influenzano significativamente la dispersione e la deposizione del metallo. Ora vogliono sapere come potrebbe differire il trasporto dei metalli vulcanici in più freddo, ambienti più secchi come l'Antartico, o anche in diverse aree delle Hawaii dove le precipitazioni sono più basse.