di Micol Todesco e Iole Serena Diliberto
La temperatura dei gas emessi dalle fumarole è uno dei parametri che vengono misurati nell’ambito delle attività di monitoraggio geochimico dei vulcani (Figura 1). Ne abbiamo parlato anche in un articolo precedente, descrivendo la campagna di misure organizzata a Vulcano, a seguito del passaggio dal livello di allerta verde al giallo. Quel giorno (12 ottobre 2021), è stata rilevata una temperatura di 344°C. Ma questa temperatura è alta o è bassa? Fino a che valori può arrivare la temperatura dei gas vulcanici?
La risposta è: dipende. La temperatura di una miscela di gas dipende da molti fattori legati alle condizioni del sistema vulcanico e alle condizioni atmosferiche presenti al momento in cui si effettua la misura in superficie (pressione atmosferica, pioggia).
I gas vulcanici che alimentano le fumarole sono inizialmente disciolti nel magma, che può raggiungere temperature variabili fra 950 e 1200°C. Se le condizioni sono opportune, i gas si liberano dal magma e risalgono, filtrando attraverso reticoli di pori e fratture, fino a raggiungere la superficie. Nel corso di questa risalita, i gas si espandono, talvolta si mescolano con fluidi più superficiali e, in generale, si raffreddano. La misura di questo raffreddamento dipende dalla facilità con cui i gas raggiungono la superficie: quando il magma che li origina è superficiale e i condotti fumarolici sono ben sviluppati, le temperature osservate alla bocca delle fumarola possono raggiungere 800-900°C. Al contrario, se il magma è profondo oppure il percorso che i gas devono compiere per raggiungere la superficie è lungo e tortuoso, la temperatura sarà più bassa. L’eventuale presenza di falde idriche sotterranee può contribuire a raffreddare i gas in risalita, stabilizzando la temperatura al valore di ebollizione dell’acqua (100°C, al livello del mare). Anche il verificarsi di piogge intense può ridurre sensibilmente la temperatura misurata, ma in questo caso, la variazione è solo temporanea e la fumarola tenderà a ripristinare i valori misurati prima dell’evento meteorico.
Nel caso dell’Isola di Vulcano, il cratere La Fossa ospita numerose fumarole, sia sul bordo settentrionale e sia lungo i fianchi interni (Figura 2). La temperatura dei gas emessi viene misurata sia periodicamente, nell’ambito di campagne di misura, sia in continuo grazie a strumenti in grado di acquisire misure con frequenza oraria (Figura 3).
Ognuna riflette il proprio percorso verso la superficie e per questo osserviamo temperature diverse fra una fumarola e l’altra, con differenze che possono raggiungere i 200°C. All’inizio del 2021, le temperature registrate in diverse fumarole variavano da un minimo di circa 100°C fino ad un massimo di circa 360°C.
Inoltre, anche per la stessa fumarola, le temperature non sono costanti nel tempo. La Figura 4 mette a confronto, a titolo di esempio, le temperature misurate per due fumarole che si trovano nel campo fumarolico principale, che si trova sul bordo settentrionale del cratere La Fossa. La fumarola F5AT ha raggiunto temperature superiori ai 500°C nel 1996, mentre a partire dal 2013 ha subito un progressivo raffreddamento fino ad un valore di circa 200°C nel 2019. Questo raffreddamento si è interrotto nel corso del 2021.
La variabilità osservata diventa ancora più notevole se si allarga l’intervallo temporale considerato. Grazie all’osservazione e allo studio continuo di queste emissioni gassose da lungo tempo, disponiamo di misure fin dagli inizi del 1900 (Figura 5) e questo patrimonio storico di dati ci mostra che le temperature misurate alle fumarole del cratere hanno più volte superato i 600°C: prima nel 1924 (615°C) e poi ancora all’inizio degli anni ‘90 (650°C nel 1991, 690°C nel 1993).
