Lo studio uscito su Nature Communications sulla situazione geologico/vulcanica dei Campi Flegrei è una delle novità più importanti della settimana scientifica, noi abbiamo parlato con Stefano Carlino e Giuseppe De Natale, autori della ricerca, per un’intervista a 360 gradi sul tema che vuole fare chiarezza su un questione estremamente importante.

Stefano Carlino si è concentrato sulla parte tecnica, strumentale e sul background storico della ricerca, offrendoci un’anatomia completa dell’area.

-Come si monitorano, a livello strumentale/tecnico, queste situazioni?

Rispetto al modello da noi proposto sulla rivista Nature i due principali parametri da monitorare sono il tasso di deformazione e di sismicità dei Campi Flegrei. Questi parametri vengono misurati dalle reti di monitoraggio dell’Osservatorio Vesuviano, ovvero dalle reti geodetiche (GPS, tiltmetri e livellazioni ottiche di precisione) per quanto riguarda le deformazioni, e dalla rete sismica per quanto riguarda i terremoti. Da poco tempo l’Osservatorio Vesuviano ha potenziato anche il monitoraggio sismico e deformativo a mare, per cui è possibile estendere le osservazioni nella zona off-shore del Golfo di Pozzuoli. E’ utilissimo che i modelli fisici che derivano da queste osservazioni siano confrontati con altri dati, come quelli geochimici, che sono indispensabili per avere un quadro di insieme attendibile della dinamica vulcanica in atto.

– A quali eventi geologici/ vulcanici vi siete ispirati per studiare la situazione dei Campi Flegrei?

Come accennavo in precedenza, nel lavoro di Nature abbiamo utilizzato i dati di deformazione e di sismicità, in particolare quelli registrati durante le due ultime crisi bradisismiche del 1970-72 e del 1982-84, per tentare di comprendere il livello di stress nella crosta. Inoltre è stato studiato in generale il comportamento della caldera in passato, come ad esempio quello che ha avuto prima dell’ultima eruzione del Monte Nuovo, nel 1538, che è stata preceduta da diversi metri di sollevamento del suolo, iniziati quasi un secolo prima dell’evento eruttivo.

– Nello studio leggiamo tanti riferimenti al momento storico che stanno vivendo i Campi Flegrei, ma in generale com’è strutturata la vita e l’attività di un vulcano?

Da un punto di vista generale possiamo dire che i vulcani sono la manifestazione in superficie del calore contenuto all’interno della Terra. Le condizioni di pressione e temperatura del mantello superiore, sotto la crosta terrestre, fanno si che la roccia possa fondere parzialmente e risalire attraverso le fratture della crosta per effetto della minore densità rispetto al mezzo circostante. Questo processo viene spiegato con la formazione di celle convettive, o di pennacchi caldi, secondo la Teoria della Tettonica a Zolle e si manifesta in superficie con la formazioni di vulcani o di catene vulcaniche. Ad alcuni chilometri di profondità, l’accumulo di magma, la sua composizione e le condizioni tettoniche dell’area possono dare luogo alla formazione di vulcani centrali o di caldere vulcaniche, quando il magma viene drenato in superficie. La vita di un vulcano è quindi strettamente correlata ai processi geodinamici profondi, che periodicamente trasportano il magma verso la crosta. I due estremi dello spettro della composizione magmatica, che è legata alla sua storia termodinamica e alle condizioni tettoniche dell’area, può variare da acida a basica. In generale un magma acido, più ricco in silice da luogo a eruzioni esplosive, mentre un magma basico è caratteristico dei vulcani effusivi, come l’Etna. Nel nostro caso specifico ( i Campi Flegrei) parliamo di una caldera che per la sua genesi e struttura è diversa da un vulcano centrale, come ad esempio il Vesuvio. Le caldere sono tipicamente associate a forte attività esplosiva e si formano per effetto di un collasso vulcano-tettonico a seguito dell’emissione di grandi volumi di magma dalle zone dove questo risiede (camera magmatica). Generalmente, dopo la formazione di una caldera l’attività vulcanica continua al suo interno, con eruzioni esplosive di minore energia, indicando che il sistema di alimentazione magmatico si sta raffreddando e sta perdendo energia. Quest’ultimo processo avviene anche attraverso il rilascio di fluidi caldi dal magma che determinano la formazione di un sistema geotermale nelle rocce altamente porose e fratturate per effetto delle eruzioni esplosive.

Giuseppe De Natale ci ha spiegato l’importanza della divulgazione scientifica, e non solo, in argomenti del genere. Concentrandosi sui processi geologici e vulcanici in corso e spegnendo gli inutili allarmismi che molti in questi giorni si sono “divertiti” a sollevare.

– La caldera dei Campi Flegrei ha registrato tre episodi di maggiore elevazione dal 1950 senza nessuna eruzione. Oggi a che punto siamo di questo processo?

La caldera dei Campi Flegrei, dal 1950 al 1984, ha prodotto un sollevamento massimo di circa 4,5 metri nel porto di Pozzuoli. dal 1984 e per circa 20 anni, l’area è stata in subsidenza, abbassandosi di circa 0.9 m. Dal 2000-2005, l’area è di nuovo in sollevamento, con tasso di crescita molto minore dei periodi precedenti (circa 4 cm/anno).

– Dalla ricerca si evince che siamo più vicini ad un fenomeno eruttivo, quali sono i parametri che mostrano la maggiore attività dei Campi Flegrei?

Il nostro studio mette in evidenza un fenomeno molto importante, ossia che quando episodi di sollevamento si succedono in un’area vulcanica, con ciò riflettendo sforzi interni che si accumulano, ogni episodio successivo si innesta su un sistema già sotto sforzo, e quindi può evolvere in maniera diversa e più critica dei precedenti. Questo perchè le rocce, che per piccole sollecitazioni si comportano in modo ‘elastico’, quando le sollecitazioni progressivamente aumentano passano in un regime ‘elasto-fragile’ (ossia cominciano a compensare parzialmente ogni ulteriore aumento di sforzo fratturandosi), finchè oltre una certa soglia il comportamento diviene completamente ‘fragile’, ossia ogni ulteriore aumento di sforzo produce fratturazione delle rocce. Nel nostro lavoro, in particolare, dimostriamo che questa transizione del sistema da ‘elastico’ a ‘fragile’ può essere monitorata dall’entità della sismicità in rapporto alla deformazione. Ai Campi Flegrei, in particolare, il nostro modello indica che le condizioni raggiunte nel 1984, alla fine del grande episodio di bradisisma che in meno di 3 anni produsse circa 1.9 metri di massimo sollevamento, sono molto vicine ad un comportamento completamente ‘fragile’, ossia favorevole ad un’eruzione. Ma è improprio dire che ‘siamo più vicini ad un’eruzione’, perchè prima di questo lavoro semplicemente non potevamo saperlo. Questa è infatti una strada importante per la previsione delle eruzioni su base ‘fisica’, con un congruo anticipo.

– Qual è il livello di minaccia costituita dai Campi Flegrei?

I Campi Flegrei sono in gergo tecnico una ‘Caldera di collasso’, ossia una delle aree vulcaniche potenzialmente più esplosive al Mondo. In queste aree le eruzioni possono essere molto piccole, ma possono essere anche estreme, come l’Ignimbrite Campana di 39.000 anni fa o il Tufo Giallo Napoletano di 15.000 anni fa. Le eruzioni estreme rappresentano catastrofi globali, con forti risentimenti ben oltre i limiti dell’area Napoletana. Fortunatamente, le eruzioni di piccola entità sono di gran lunga le più probabili, mentre quelle estreme hanno probabilità bassissime, praticamente trascurabili. Il problema maggiore è ovviamente la grande densità di popolazione dell’area, che renderebbe anche un’eruzione di piccola entità estremamente pericolosa. Il rischio vulcanico di quest’area (parlo di tutta l’area Napoletana, includendo Vesuvio ed Ischia) è quindi il più alto al Mondo.

– Che fenomeni stanno avvenendo, in questo momento, dal punto di vista geologico/vulcanico nell’area dei Campi?

Dal 1950 al 1984 si è assistito a tre episodi di intenso sollevamento del suolo, per un totale massimo (nel porto di Pozzuoli) di circa 4.5 metri. Nel periodo dal 1983 al 1984 c’è stata anche un’intensa sismicità, sebbene di magnitudo medio-bassa (Mmax=4.0), e si osservano, almeno dal 1980 ad oggi, variazioni notevoli nella composizione chimica delle emissioni di gas e dell’entità dei flussi stessi. Dal 1984 e per circa 20 anni, si è assistito ad un abbassamento dell’area, di circa 0.9 metri. Dal 2000-2005 ad oggi, c’è stato un sollevamento di circa 0.4 metri. E’ importante capire a cosa sia dovuto quest’ultimo episodio di sollevamento, ancora in atto ad un ritmo molto più lento degli intensi episodi degli anni ’70 e ’80. Da altri nostri lavori recenti, che hanno ri-analizzato tutti i dati geofisici e geochimici degli ultimi 40 anni, abbiamo dimostrato che, contrariamente ad altre ipotesi recenti, l’attuale bradisisma non è dovuto ad episodi di risalita del magma negli strati superficiali. Al contrario, tutte le variazioni che oggi osserviamo si sono verosimilmente innescate dopo che il magma, risalito a livelli superficiali tra gli anni ’70 ed ’80, si è solidificato per raffreddamento; oggi quindi osserviamo un lento ripristino delle condizioni che il sistema aveva alla fine del 1984. Quindi, diciamo chiaramente che questi episodi recenti a mio avviso non sono preoccupanti. Il problema si porrà se e quando il suolo raggiungerà di nuovo il livello che aveva nel 1984: da quel momento in poi, ogni ulteriore sollevamento potrebbe destabilizzare il sistema e portarlo ad un’eruzione.

– In base a questi processi nel prossimo periodo potrebbe aumentare la sismicità dell’area?

Penso di sì, ma solo dal momento in cui si raggiungessero di nuovo le condizioni del 1984. Fino a quel momento, la sismicità sarà verosimilmente, come da 33 anni a questa parte, occasionale e di bassa magnitudo (la massima è stata di 2.5 nello sciame del 7/10/2015). Ovviamente, queste sono ipotesi scientifiche, che non posso dare per certezza.

– Come si può migliorare il rapporto del pubblico con questi rischi? Che ruolo svolge in questo caso la divulgazione scientifica?

Ciò che è importantissimo è la conoscenza. Questa passa soprattutto (ma non solo) attraverso una corretta informazione e divulgazione. Purtroppo, i media sono scarsamente interessati a svolgere questo ruolo, mentre sono molto più interessati a notizie sensazionalistiche ed allarmistiche, che hanno un grande impatto emotivo sui lettori. Questo è un problema notevole, di difficile soluzione perchè un’informazione capillare, estremamente importante, passa necessariamente attraverso i grandi canali mediatici.

Gianluigi Marsibilio