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Impressionanti fenomeni meteorologici durante l'eruzione di La Palma

Da quando l'eruzione del Cumbre Vieja è iniziata sull'isola di La Palma il 19 settembre scorso, abbiamo avuto l'opportunità di osservare un ampio repertorio di fenomeni meteorologici intorno ad essa, che esamineremo in questo articolo.

Penacchio vulcanico del vulcano di La Palma
Pennacchio dell'eruzione di La Palma fotografato dal Roque de los Muchachos, un giorno in cui c'è stata un'inversione termica che ha fatto da copertura.

L'eruzione del vulcano Cumbre Vieja, sull'isola di La Palma, alle Canarie, è iniziata il 19 settembre 2021. Questa eruzione non solo ci sta permettendo di conoscere molti aspetti vulcanologici, grazie a scienziati di diversi enti pubblici, come l'IGME-CSIC (Istituto Geologico e Minerario della Spagna) o INVOLCAN (Instituto Volcanológico de Canarias). Ci dà anche l'opportunità di osservare lo stretto rapporto che l'attività vulcanica ha con la Meteorologia, attraverso un ampio repertorio di fenomeni atmosferici, che esamineremo nelle righe seguenti.

L'andirivieni del pennacchio vulcanico

I due elementi più sorprendenti di un'eruzione vulcanica sono il pennacchio che fuoriesce dal cratere e le colate laviche. Nel caso particolare di quanto sta accadendo sull'isola di La Palma, trattandosi di un'eruzione fessurale, sono emerse diverse bocche, che presentano esplosività ed effusività variabili. L'eruzione è di tipo stromboliano, con un VEI (Volcanic Explosive Index) inizialmente fissato a 2 (su una scala da 0 a 8), ma successivamente elevato a 3, a causa del grande volume di materiali espulsi fino ad oggi. In questo tipo di eruzione, le colonne di gas e piroclasti non raggiungono la stratosfera. I pennacchi di cenere e gas del Cumbre Vieja non hanno raggiunto più di 6000 metri di altitudine, finendo in balia dei venti della bassa e media troposfera.

L'aspetto mutevole del pennacchio principale dell'eruzione della Palma ci offre informazioni visive sia sul regime del vento locale in un dato momento, sia sulle caratteristiche della bassa atmosfera in verticale (condizioni di stabilità o instabilità atmosferica). Negli oltre due mesi in cui si è svolto il processo eruttivo, il regime degli alisei (venti da NE) ha dominato La Palma, con la presenza di un'inversione termica che per molti giorni ha bloccato totalmente l'innalzamento del pennacchio, espandendosi orizzontalmente nel livello in cui si ubica questa inversione. La convergenza dei venti in prossimità del suolo, lungo la costa, alterano il flusso e favoriscono la dispersione di gas e ceneri nella valle di Aridane senza uno schema fisso, rendendone più difficile la previsione.

fulmini vulcanici
Fulmini formati sul cratere principale di Cumbre Vieja, durante l'eruzione dell'isola di La Palma. Fotografia di Iván Vietio García.

Pioggia di cenere e fulmini vulcanici

Nelle fasi più esplosive il pennacchio ha acquisito una dimensione maggiore, riuscendo ad inglobare gas e ceneri al di sopra dello strato atmosferico inferiore, spesso circa 2.000 m, dove soffiano gli alisei, favorendone la dispersione a lunga distanza. Le grandi emissioni di anidride solforosa (SO2) sono costantemente monitorate via satellite.

Nei giorni in cui i venti di ponente hanno dominato l'isola, la nube di cenere si è spostata verso est, costringendo alla chiusura dell'aeroporto dell'isola (vicino Santa Cruz de La Palma) e, più sporadicamente, di quello di La Gomera e Tenerife Nord. Sebbene la deposizione di grandi quantità di cenere (occasionalmente con lapilli, piroclasti con diametri compresi tra 1 mm e 5 cm) sia concentrata nella zona zero (bocche e colate laviche) e dintorni, in erte occasioni viene raggiunta anche la parte orientale dell'isola. Questo è favorito da cambiamenti nella direzione di spostamento del pennacchio.

La grande densità di piroclasti che il pennacchio vulcanico ha presentato in alcune fasi eruttive, è arrivata a generare scariche elettriche, come quelle che possiamo vedere nella fotografia notturna del cratere principale, che abbiamo pubblicato qui sopra. Questi fulmini vulcanici sono il risultato dell'attrito dei piroclasti contenuti nella densa colonna eruttiva, che provoca una separazione di cariche elettriche di diverso segno ed infine scariche. Questo è avvenuto nel momento in cui l'eruzione era più esplosiva, quando le condizioni erano favorevoli alla formazione di fulmini, simili a quelle che si verificano nelle tempeste elettriche.

Onde di gravità
Strisce sorprendenti di nuvole circolari legate alle onde gravitazionali, che hanno generato una violenta colonna di gas espulsi dall'eruzione di Cumbre Vieja, sull'isola di La Palma, il 1 ottobre 2021. Immagine catturata dal sensore MODIS del satellite Aqua. © Osservatorio della Terra della NASA.

In alcuni di questi picchi esplosivi, gli sbalzi di pressione atmosferica generati dai gas e dalla cenere lanciati violentemente verso l'alto, hanno generato onde gravitazionali orizzontali, che si sono propagate radialmente, generando strati di nubi concentrici, a forma di anelli, catturati sia dai fotografi che si trovavano sull'isola che da satellite (vedi immagine allegata).

Proprio come quando si lancia un sasso in un lago, che porta alla forma di un treno d'onde sulla superficie dell'acqua che si espande dal punto di impatto verso l'esterno, in questo caso il "colpo di cannone" verso l'alto generato da una violenta espulsione dal cratere, provoca un'analoga ondulazione alla base dello strato di inversione dell'aliseo, diffondendo queste bande circolari di nuvole in tutte le direzioni, con il risultato che osserviamo nell'immagine che accompagna queste linee.

Micrometeorologia nelle colate di lava

Le infuocate colate laviche (con temperature che, al momento dello scorrimento, si aggirano intorno ai 1.000 ºC) generate dalle tracimazioni di magma nelle diverse bocche eruttive, oltre a distruggere tutto ciò che incontrano sul proprio cammino, favoriscono la formazione di diversi fenomeni meteorologici a microscala, modificando il tempo su scala locale.

Si sono formate violente raffiche di vento, dovute al grande contrasto termico (e quindi di pressione) tra l'aria sopra le colate laviche e le zone circostanti. Nelle zone sepolte dalla cenere nei dintorni delle bocche non sono mancati diavoli di polvere e mulinelli, simili a quelli che si formano su un terreno spoglio e polveroso sottoposto a forte irraggiamento solare. Nelle colate laviche, la lava stessa –in processo di solidificazione, ma ancora calda– su cui si è depositata la cenere, agisce come fonte di calore, favorendo la formazione del vortice.

Nei giorni di marcata instabilità atmosferica, il pennacchio ha formato un pirocumulo, mentre intorno ad esso si sono formate altre nubi con grosso sviluppo verticale. Proprio uno di questi giorni, si è formata dalla base di uno di questi una tromba d'aria.

Quando piove, le goccioline che colpiscono le sorgenti più calde evaporano, creando la falsa sensazione che il terreno vulcanico stia fumando. Si forma infatti una sorta di nebbia di evaporazione, dovuta alla condensazione di quel vapore acqueo apportato dalla pioggia. Nel caso delle colate che hanno raggiunto il mare, la violenta evaporazione dell'acqua marina ha creato pericolose nubi acide, a forma di colonna, in cui le goccioline che le formano contengono acido cloridrico e in misura minore acido solforico e fluoridrico, generato da cloruro di sodio e solfati presenti nei sali marini.