Per la prima volta, gli scienziati hanno dimostrato che semplici barriere di terra possono deviare e ritardare efficacemente i flussi di lava distruttivi da vulcani attivi, salvando potenzialmente case e infrastrutture critiche dalla distruzione.
Un esperimento sul campo condotto durante l’eruzione di fagradalsfjall del 2021 islandese ha trasformato il modo in cui le comunità si difendono dai pericoli vulcanici, con queste tecniche che già proteggono la città di Grindvík durante le successive eruzioni. Questa innovazione, guidata dalla professoressa Fjóla Guðrún Sigtryggsdóttir e dal suo team, segna un progresso significativo nella mitigazione dei pericoli vulcanici che potrebbe beneficiare le comunità vulnerabili in tutto il mondo.
Combattere il fuoco con la Terra: il sorprendente successo di Materiali semplici
Quando il vulcano Fagradalsfjall ruggì in vita nel marzo 2021 dopo 800 anni di dormienza, presentava un’opportunità unica. Mentre i turisti si sono affollati per assistere ai fuochi d’artificio della natura, ingegneri e scienziati hanno visto qualcos’altro: un’opportunità per verificare se le barriere di terra potevano effettivamente controllare i flussi di lava.
“Abbiamo spostato un cubo e una sfera intorno al laboratorio e abbiamo usato la fotocamera ad alta velocità per registrare i lampi laser riflessi da punti diversi su questi oggetti in momenti diversi”, ha spiegato Victoria Helm e Dominik Hornof, gli studenti che hanno condotto l’esperimento. “Se ottieni i tempi giusti, puoi creare una situazione che produca gli stessi risultati che la velocità della luce non fosse più di 2 metri al secondo.”
Usando bulldozer ed escavatori, il team ha costruito tre dighe e due barriere di diversione da materiali disponibili localmente come il suolo e la ghiaia vulcanica. Il loro sforzo ha ripagato drasticamente: la più grande diga ha ritardato l’avanzamento della lava fino a 16 giorni, mentre le barriere di diversione hanno reindirizzato con successo i flussi lontano dalle aree vulnerabili.
Come il tipo di lava determina il design della barriera
La ricerca ha rivelato differenze cruciali nel modo in cui vari tipi di lava interagiscono con le barriere. Due tipi primari richiedevano approcci diversi:
- Lava ʻaʻā (lava speziosa e bloccata) – si addensa notevolmente dietro le barriere, con lava fresca che scorre sotto una crosta esterna fredda, creando una pressione sostanziale
- Pāhoehoe Lava (lava liscia e fluente) – si accumula nei fogli, alla fine superando o bypassando le barriere, ma provoca meno danni quando si muove lentamente
- Tipi ibridi: progetti di barriera flessibili richiesti che potrebbero adattarsi al cambiamento delle caratteristiche del flusso
- Cumuli di emergenza – Pile di terra rapida hanno fornito una preziosa protezione temporanea durante la costruzione di barriere più grandi
“Questo ci fa sembrare come se il cubo fosse stato ruotato”, ha detto Peter Schattschneider di Tu Wien, descrivendo come le barriere influenzano i modelli di flusso di lava. La ricerca ha dimostrato che le pendenze più ripide e il posizionamento strategico della barriera hanno migliorato significativamente l’efficacia, sebbene la lava di pāhoehoe in rapido flusso potrebbe ancora causare l’erosione a valle nelle barriere con top deboli e rallentati.
Dall’esperimento alla protezione del mondo reale
Questi risultati potrebbero davvero proteggere le città e le infrastrutture dalla distruzione vulcanica? L’Islanda ha messo alla prova questa domanda solo due anni dopo, quando i disordini vulcanici hanno minacciato la città di pesca di Grindvík e una centrale geotermica vicina vitale per la sicurezza energetica della regione.
Nel novembre 2023, a seguito degli sciami di terremoti che indicano un’imminente eruzione, le autorità islandesi implementarono rapidamente le tecniche di costruzione di barriere sviluppate durante l’esperimento Fagradalsfjall. Lavorando intorno all’orologio, gli equipaggi di costruzione hanno costruito enormi barriere di terra che raggiungono fino a 10 metri di altezza e larghe 40 metri alla loro base.
Quando le eruzioni sono iniziate nel dicembre 2023 e successivamente nel gennaio 2024, queste barriere si sono rivelate notevolmente efficaci. Nonostante un’apertura della fessura che attraversava una sezione della barriera, la città subì un danno minimo rispetto a ciò che avrebbe potuto essere la distruzione completa.
Corse contro la roccia fusa
Costruire difese vicino a vulcani attivi presenta sfide straordinarie. I team di costruzione devono spesso lavorare in condizioni pericolose con gas tossici, calore estremo e costante minaccia di improvvise eruzioni. L’esperienza acquisita durante l’esperimento del 2021 ha preparato i team per queste condizioni impegnative.
Ciò che rende questo approccio particolarmente prezioso è la sua accessibilità. A differenza delle soluzioni ad alta tecnologia, le barriere di terra possono essere costruite rapidamente utilizzando materiali disponibili localmente e attrezzature per la costruzione standard: un vantaggio critico quando il tempo è limitato e le risorse sono limitate.
Questo significa che le comunità vicino ai vulcani possono ora sentirsi completamente sicuri? Mentre le barriere si sono dimostrate efficaci, i ricercatori avvertono che nessuna difesa è assoluta. Le barriere funzionano meglio come parte di una strategia completa di gestione dei pericoli che include il monitoraggio precoce, i piani di evacuazione e la ricerca in corso.
Guardando verso un futuro di maggiore attività vulcanica
La penisola islandese di Reykjanes entrò in un nuovo periodo di attività vulcanica nel 2021 dopo secoli di dormienza. Gli scienziati proiettano questa attività potrebbe continuare fino a 300 anni, minacciando i 30.000 residenti che chiamano casa della penisola – circa l’8% della popolazione totale dell’Islanda.
I sistemi vulcanici sulla penisola erano stati tranquilli per quasi 800 anni prima del risveglio, creando una nuova realtà che richiede misure di protezione innovative. Dal dicembre 2023, la regione ha sperimentato molteplici eruzioni, con alcune prosegui per mesi, creando una minaccia persistente per le comunità e le infrastrutture.
Mentre l’attività vulcanica continua a rimodellare il panorama dell’Islanda, le lezioni apprese da queste barriere di terra forniscono un progetto per le comunità di tutto il mondo che affrontano pericoli simili. Dalle Hawaii all’Italia, le tecniche raffinate in Islanda potrebbero aiutare a proteggere vite, case e infrastrutture critiche dalle forze più potenti della natura.
In un mondo sempre più modellato dall’instabilità climatica e dai pericoli naturali, queste barriere semplici ma efficaci ci ricordano che a volte le soluzioni più potenti sono anche le più elementali, come usare lo sporco per fermare il fuoco. Come ha concluso un ricercatore: “Molto è imprevedibile, ma la società civile e le infrastrutture possono essere protette e quando possiamo, dobbiamo cogliere l’opportunità e credere che funzionerà”.
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