Etna, le eruzioni registrate anche nella ionosfera
Uno studio multidisciplinare ha evidenziato come alcune tracce dell’evento del 2015 del vulcano siciliano siano state “visibili” anche in alta atmosfera, a centinaia di chilometri dal cratere
L'energia rilasciata durante le eruzioni dell’Etna è in grado non solo di scuotere il suolo e riempire l’aria di gas e ceneri vulcaniche, ma anche di perturbare la ionosfera, a centinaia di chilometri di altezza. È quanto emerge dallo studio “Ionospheric Disturbances During the 4 December 2015, Mt. Etna Eruption” recentemente pubblicato sulla rivista internazionale ‘Earth and Space Science’, che documenta per la prima volta, con un dettaglio senza precedenti, i disturbi ionosferici generati da una grande fontana di lava verificatasi all’Etna il 4 dicembre 2015.
Lo studio, curato da un team di ricercatori dell’Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (INGV) e delle Università di Trento, Catania, Calabria e la Sapienza di Roma, in collaborazione con l’Institute of Atmospheric Physics di Praga, ha utilizzato una fitta rete di oltre 200 ricevitori GNSS (Global Navigation Satellite System) installati in Sicilia e nel Sud Italia. I ricercatori hanno rilevato lievi ma evidenti variazioni nel contenuto elettronico totale della ionosfera (TEC), comparsi tra 20 e 30 minuti dopo l’inizio dell’eruzione del 2015 e coincidenti con la crescita della colonna eruttiva fino a 13 chilometri di altezza.
“Abbiamo dimostrato che anche un’eruzione ‘locale’ e non catastrofica come quelle dell’Etna lascia una traccia nello spazio, che è possibile individuare grazie a una rete densa di sensori”, spiega Federico Ferrara, dottorando dell’Università di Trento che svolge la propria attività di ricerca all’Osservatorio Etneo dell’INGV e primo autore dello studio. “Questo significa che anche le osservazioni ionosferiche possono affiancare il monitoraggio vulcanico tradizionale, aprendo a nuove prospettive impensabili fino a pochi anni fa”.
Le anomalie osservate hanno mostrato oscillazioni periodiche di 15–25 minuti, con propagazione fino a 200 chilometri a sud-ovest del vulcano: segnali coerenti con le cosiddette “onde di gravità atmosferiche”, ovvero oscillazioni dell’aria che si propagano nell’atmosfera generate dal rapido innalzamento della colonna eruttiva.
A sottolineare l’importanza del risultato è anche Michela Ravanelli, della Sapienza Università di Roma, co-autrice dell’articolo: “Lavorare su dati così ricchi ci ha permesso di riconoscere oscillazioni molto deboli ma significative. È un passo importante verso l’integrazione tra la vulcanologia e le scienze dello spazio. Immaginare che un’eruzione dell’Etna possa ‘parlare’ con la ionosfera ci ricorda quanto siano interconnesse Terra solida e atmosfera: è una sfida scientifica, ma anche una grande opportunità per migliorare i sistemi di allerta”.
“Il nostro lavoro ha mostrato come le reti di monitoraggio si dimostrino utili ben al di là degli scopi iniziali per cui sono state pensate”, aggiunge Alessandro Bonforte, Primo Ricercatore dell’INGV e co-autore della ricerca. “Lo spettro di applicazioni e l’utilizzo dei dati forniti sono spesso sorprendenti, così come i risultati ottenuti che offrono nuovi stimoli e aprono nuovi percorsi di ricerca. Strumenti installati per studiare e monitorare la dinamica della litosfera e del vulcano in particolare, si sono infatti rivelati utili a investigare le perturbazioni indotte verso l’alto in atmosfera, fornendo una visione unica del Pianeta nei suoi diversi strati, dal sottosuolo allo spazio, per una comprensione più completa dei fenomeni vulcanici”.
“Il lavoro è dedicato a Vincenzo Carbone, fisico dell’Università della Calabria, il cui contributo scientifico ha avuto un ruolo determinante nello sviluppo dello studio”, ricorda Vincenzo Capparelli dell’Università della Calabria, co-autore della ricerca. “Riconosciuto a livello internazionale per i suoi studi sui sistemi complessi e insignito nel 2025 della prestigiosa Lewis Fry Richardson Medal, Carbone è ricordato dagli autori con profonda stima e gratitudine”.
Secondo gli autori, sebbene questi segnali non possano essere interpretati da soli come precursori degli eventi eruttivi, integrarli con quelli derivanti dalle altre discipline coinvolte nel monitoraggio vulcanico potrebbe fornire nuove informazioni sui rilasci di energia in atmosfera dalle profondità del vulcano e sulla costruzione di scenari eruttivi più dettagliati. L’Etna, grazie alla sua attività frequente e alla ricca strumentazione installata per il suo monitoraggio, rappresenta un laboratorio naturale unico per sviluppare metodologie innovative di questo genere.
L’impronta multidisciplinare di questo studio è stata ispirata dalle intuizioni dei due Professori Giovanni Occhipinti e Vincenzo Carbone, esperti rispettivamente in sismologia ionosferica e nei sistemi complessi. Alla memoria dei due scienziati di fama internazionale è dedicata dagli autori questa ricerca.
