Il vulcano di Grindavík è eruttato – Come possiamo sfruttare tali potenti formazioni geografiche?

Il 18 dicembre, la penisola di Reykjanes in Islanda ha vissuto un altro scoppio vulcanico, il quarto in tre anni. Questo vulcano è eruttato nella regione più popolata del paese, con fontane di lava che si alzavano in aria e il bagliore visibile a miglia di distanza nel centro della capitale, Reykjavik. Non era nemmeno lontano dalla centrale di Svartsengi e dalla cittadina di Grindavík, evacuata il mese scorso a causa dell’aumento dell’attività sismica.

L’ultima eruzione della nazione nella sua saga vulcanica è stata segnata da diversi terremoti intensi e vibrazioni come precursori. Poi, appena due ore dopo, il vulcano è eruttato, rilasciando lava a un ritmo dieci volte superiore al secondo rispetto a qualsiasi delle tre precedenti al loro picco. L’incidente ha portato la frattura a estendersi per 2,5 miglia di lunghezza in pochi minuti.

La striscia sud-occidentale di terra è rimasta dormiente per migliaia di anni, ma recentemente c’è stato un aumento di attività registrata nella zona.

“Considerando gli ultimi tre anni sulla penisola di Reykjanes, è davvero sbalorditivo.”

– Tom Winder, sismologo dei vulcani presso l’Università di Islanda, ha commentato in un’intervista.

Le tre precedenti eruzioni si sono verificate nel 2021, 2022 e poi di nuovo quest’estate. L’ultima volta in cui si è verificata una così rapida successione di eruzioni risale ai primi del XIII secolo, il che spiega l’attenzione crescente che questi recenti eventi stanno ricevendo. È notevole che tutte e quattro queste recenti eruzioni siano state di tipo fratturale, caratterizzate da lava che emerge attraverso nuove crepe nella crosta terrestre in luoghi imprevedibili.

Quest’ultima eruzione ha attirato l’attenzione internazionale, soprattutto per il potenziale di un’altra nube di cenere che potrebbe interrompere i voli aerei, ricordando l’eruzione dell’Eyjafjallajökull nel 2010. Quell’evento era relativamente piccolo e non fatale. Tuttavia, questa volta, la produzione significativa di cenere è stata ritenuta altamente improbabile, poiché il magma non è stato iniettato sotto una calotta di ghiaccio.

Curiosamente, l’intensità dell’eruzione è diminuita già un giorno dopo l’inizio. Inizialmente sembrava di breve durata, ma gli esperti suggeriscono che potrebbe continuare a emettere lava a un ritmo costante, seppur modesto, per diversi mesi.

In effetti, l’Irlanda è familiare con l’attività vulcanica, ospitando circa 130 vulcani. Ciò è dovuto al fatto che l’Islanda si trova a cavallo delle placche tettoniche eurasiatica e nordamericana, separate da una dorsale medioceanica che emette magma. Sebbene le eruzioni vulcaniche in Islanda si verifichino approssimativamente ogni quattro‑cinque anni, la loro tempistica è imprevedibile. Alcuni scienziati credono anche che Katla, il vulcano più famoso del paese con cinque eruzioni dal 1721, possa eruttare presto, poiché rimane non influenzato dalle recenti attività sismiche.

Utilizzare i vulcani a nostro vantaggio

Quindi, come abbiamo visto, l’Islanda è una delle regioni più attive vulcanicamente del nostro pianeta. Ma cosa sono esattamente i vulcani? Sono aperture attraverso le quali lava, piccoli frammenti di roccia e vapore eruttano sulla superficie della Terra. Possono trovarsi sia sulla terraferma sia in mare, quando materiale, che può essere cenere, roccia liquida o gas, significativamente più caldo dell’ambiente circostante, viene eruttato.

Secondo la NASA, l’ascesa di roccia liquida o magma avviene quando le placche tettoniche si allontanano l’una dall’altra o si avvicinano. Un altro modo in cui ciò accade è quando il magma sale in corrispondenza di hotspot. Il tipo di vulcano, nel frattempo, dipende dalla viscosità del magma, dalla sua composizione, dalla quantità di gas presente e dal modo in cui raggiunge la superficie.

Questi architetti geologici rappresentano in realtà oltre l’80% della superficie terrestre. Circa 1.500 vulcani sono considerati potenzialmente attivi, con più del 10% di essi situati all’interno dei confini degli Stati Uniti.

Le eruzioni vulcaniche comportano molti pericoli, tra cui l’annientamento di popolazioni e l’interramento di città. Tuttavia, non tutta l’attività vulcanica è dannosa. I vulcani sono responsabili della creazione di suoli fertili per l’agricoltura e di molte risorse minerarie come oro, argento, nichel, rame e piombo. Ma non è tutto, quindi esploriamo alcuni usi prominenti ed estremamente benefici delle attività vulcaniche.

Produzione di energia geotermica

La vasta disponibilità di vulcani li rende una grande fonte di energia verde. Per sfruttare l’energia geotermica dei vulcani, vengono installati sistemi che raccolgono il calore vulcanico sotterraneo e lo trasportano attraverso tubi per riscaldare o raffreddare un’area.

Un altro modo per farlo è perforare la terra vicino a zone di alto calore per far circolare l’acqua attraverso quelle aree, creando vapore che fa girare le turbine e produce elettricità. Questa energia rinnovabile, creata utilizzando il calore della crosta terrestre, offre i vantaggi di alta capacità, affidabilità e sostenibilità.

Molti paesi, come Nuova Zelanda, Filippine, Costa Rica e Islanda, e stati come California, Hawaii e Utah negli Stati Uniti, utilizzano l’energia geotermica derivata dall’attività vulcanica per la produzione generale di elettricità.

In Kenya, l’energia geotermica è responsabile del 51% dell’approvvigionamento energetico del paese. Nel frattempo, El Salvador utilizza questa fonte energetica per applicazioni specifiche come il mining di Bitcoin.

Commercialmente, aziende come Ormat Technologies (ORA ) forniscono soluzioni pulite e affidabili basate sull’energia geotermica. Nel 2021, ha ottenuto un contratto di Ingegneria, Approvvigionamento e Costruzione (EPC) per il progetto di una centrale geotermica da 30 MW in Alaska, vicino al sito del vulcano Makushin. Inoltre, Volcano Energy e Luxor Technology Corporation hanno lanciato il primo pool di mining di Bitcoin in El Salvador alimentato da energia geotermica rinnovabile.

Agricoltura

Gli ambienti vulcanici possono effettivamente essere ottime location per l’agricoltura. Questi suoli, formati da cenere vulcanica o altri materiali di eruzioni esplosive, sono noti come Andisoli e sono estremamente fertili poiché questi depositi sono ricchi di minerali e nutrienti come magnesio e potassio.

Quindi, quando i vulcani eruttano e le rocce e la cenere si diffondono ovunque, questi elementi vengono rilasciati, modificando la composizione del suolo e producendo terreni estremamente fertili. Ciò porta a rese colturali elevate e a una maggiore redditività per le fattorie, oltre a favorire attività agricole diversificate. È per questo che la roccia vulcanica frantumata viene utilizzata per migliorare la salute del suolo mediante un metodo chiamato weathering della roccia potenziata.

Secondo uno studio pubblicato sulla rivista Earth’s Future dell’AGU, l’incorporazione di rocce vulcaniche frantumate nei campi può svolgere un ruolo cruciale nell’aiutare il pianeta a raggiungere l’obiettivo di rimozione del carbonio fissato dal Gruppo Intergovernativo di Esperti sul Cambiamento Climatico (IPCC) ed è particolarmente promettente nei tropici caldi e umidi.

Turismo e Ricreazione

Le aree vulcaniche sono spesso importanti attrazioni turistiche, con attività popolari come escursioni, bagni in sorgenti termali, bellezze paesaggistiche, studio del patrimonio geologico e osservazione di formazioni geologiche. Questo può rappresentare una fonte di reddito significativa per le comunità locali e contribuire a potenziare le economie dei paesi. Una delle migliori destinazioni per chi desidera avvicinarsi a alcuni dei più grandi vulcani del mondo include Fagradalsfjall, Islanda, Cumbre Vieja, Spagna, Etna, Italia, Sakurajima, Giappone e Popocatépetl, Messico.

I paesaggi unici creati dall’attività vulcanica attirano visitatori da tutto il mondo. Per esempio, il vulcano dormiente Monte Fuji in Giappone o il vulcano estinto a Edimburgo. Tuttavia, i turisti devono essere consapevoli dei potenziali rischi per la salute in tali ambienti, inclusi flussi di lava, cenere, frane, colate di fango e gas vulcanici.

Recentemente, l’operatore turistico locale Icelandia ha visto i numeri delle prenotazioni schizzare alle stelle con i loro tour vulcanici. In un’intervista, l’azienda ha condiviso che qualche anno fa, con la prima eruzione della zona di faglia Litli-Hrútur, hanno iniziato a offrire un servizio di navetta e poi sono passati a tour panoramici visitando i campi di lava.

“È come uscito da una fiaba. La risposta è stata incredibile. Le recensioni sono ottime. Quando vedono il vulcano, alcuni piangono, altri sono in completo shock.”

– Responsabile Account di Icelandia, Svala Magnúsdóttir, sull’esperienza del vulcano.

Ricerca scientifica

I vulcani offrono preziose opportunità di ricerca per gli scienziati, fornendo intuizioni uniche sui processi geologici, la previsione dei disastri naturali e l’interno della Terra e la scienza. I ricercatori studiano i materiali vulcanici, l’attività sismica e i processi di formazione della Terra, offrendo risorse educative di valore per studenti e ricercatori.

Il team scientifico VERITAS della NASA è un esempio di questo, che studia l’Islanda vulcanica per usarla come sostituto di un altro pianeta, Venere — più piccola della Terra ma con una pressione atmosferica schiacciante, nuvole composte da acido solforico e una temperatura superficiale rovente, per ottenere maggiori approfondimenti. I ricercatori stanno anche sviluppando apparecchiature specializzate come una fotocamera a basso consumo di SO2 (anidride solforosa) per monitorare le emissioni dei vulcani.

Organizzazioni come l’U.S. Geological Survey (USGS) monitorano e conducono ricerche sui vulcani negli Stati Uniti. Nel frattempo, il Hawaiian Volcano Observatory (HVO), parte dell’USGS, si concentra sulle attività vulcaniche alle Hawaii, in particolare quelle sull’Isola Grande.

Altre organizzazioni includono l’Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (INGV) dell’Italia, l’Institut de Physique du Globe de Paris (IPGP) in Francia e l’Agenzia Meteorologica Giapponese (JMA), che conduce ricerche sull’attività vulcanica in Giappone.

Estrazione di minerali

Le aree vulcaniche sono ricche di minerali, minerali e metalli preziosi come zolfo, oro, argento e rame. Per esempio, vulcani attivi come il Monte Etna in Italia sono noti per rilasciare circa 20 tonnellate di rame e 10 kg di oro al giorno nei gas vulcanici. Sebbene l’estrazione di metalli dai gas vulcanici possa non essere possibile, può essere effettuata dalle acque termali magmatiche calde situate sotto vulcani dormienti. L’estrazione di queste risorse stimola anche l’economia locale e fornisce opportunità di lavoro.

Nel settembre, un’analisi ha rivelato che una quantità impressionante di litio metallico — fino a 20‑40 milioni di tonnellate — è presente in un cratere vulcanico lungo il confine Nevada‑Oregon. Considerando che gli Stati Uniti dipendono principalmente dalle importazioni di litio, utilizzato per le batterie ricaricabili delle auto elettriche, ciò riveste una notevole importanza per il paese.

Nel frattempo, qualche mese fa, un team di geologi dell’Università di Leicester ha sviluppato una tecnica che utilizza la saturazione dei fluidi per prevedere se una regione vulcanica sia potenzialmente un buon sito per future miniere di rame, un metallo critico per la transizione verso l’energia verde.

Freeport-McMoRan (FCX ), Barrick Gold Corporation (ABX.TO ), Newmont Corporation (NEM ) e Anglo-American sono alcune delle compagnie minerarie globali che operano in diversi contesti geologici, comprese le aree con attività vulcanica.

Usi terapeutici

Sebbene le eruzioni vulcaniche possano avere effetti pericolosi sulle persone che vivono nelle vicinanze, offrono anche benefici medici. Alcune sorgenti termali e bagni di fango vicino ai vulcani sono ritenuti avere proprietà terapeutiche e vengono utilizzati per trattamenti sanitari.

Le proprietà curative delle sorgenti termali vulcaniche sono diventate parte del turismo termale e del benessere, attirando persone in cerca di relax e benefici per la salute.

Alcune località famose che offrono questi servizi includono Blue Lagoon in Islanda, The Springs Resort and Spa in Costa Rica, Pamukkale in Turchia, Rotorua in Nuova Zelanda, Beitou Hot Springs a Taiwan, Calistoga in California, USA, e Hakone in Giappone.

Oltre alle proprietà terapeutiche, la terapia con fango vulcanico viene utilizzata come trattamento medico per il reumatismo, e materiali come la cenere vulcanica sono anche impiegati come prodotti naturali per la cura della pelle.

Formata dalle eruzioni vulcaniche, la cenere contiene numerosi minerali e altre sostanze chimiche come Silice, Zolfo, Potassio, Sodio, Calcio e Magnesio, che sono benefici per la pelle in termini di esfoliazione, disintossicazione, assorbimento dell’eccesso di sebo, migliore circolazione e calma della pelle irritata. Questi minerali e altri oligoelementi nutrono ulteriormente la pelle, migliorano il turnover cellulare cutaneo e contribuiscono a un aspetto più vivace e giovanile.

Materiali da costruzione

Molti materiali vulcanici sono comunemente usati in edilizia, in particolare nella produzione di blocchi di calcestruzzo leggeri. Questo include il basalto, una roccia vulcanica resistente spesso utilizzata come pietra frantumata nella costruzione di asfalto e calcestruzzo.

Nel frattempo, la pomice, una roccia vulcanica leggera e porosa, è usata come materiale abrasivo. La cenere vulcanica è un altro materiale impiegato per produrre cemento pozzolanico. Poi c’è la tufo, un tipo di roccia anch’essa usata come materiale da costruzione. Questi materiali sono naturali e offrono opzioni ecologiche per i materiali da costruzione.

Secondo i ricercatori, la chiave della capacità del cemento degli antichi Romani di durare per millenni era la cenere vulcanica proveniente dall’area di Pozzuoli sul Golfo di Napoli.

Secondo la ricerca, i materiali vulcanici, quando usati come additivi, possono migliorare la resistenza al gelo e allo scongelamento di paste cementizie, malte e calcestruzzo. Se osserviamo un esempio reale, un’azienda indonesiana chiamata Rebricks utilizza cenere vulcanica mescolandola con pietre di montagna, rifiuti plastici e cemento per produrre un mattone che non contiene sabbia come quelli tradizionali.

Cattura e stoccaggio del carbonio

La Cattura e Stoccaggio del Carbonio è focalizzata sulla riduzione delle emissioni di anidride carbonica. Ciò comporta la cattura delle emissioni di CO2 alla loro fonte, il trasporto verso un sito di stoccaggio e infine l’immagazzinamento sotterraneo per impedire il loro rilascio nell’atmosfera, con l’obiettivo di mitigare i cambiamenti climatici. All’inizio di quest’anno, gli scienziati hanno studiato gli ambienti più estremi e ricchi di CO2 della Terra per trovare microrganismi vulcanici con il potenziale di rivoluzionare la tecnologia di cattura del carbonio.

La ricerca continua sull’uso delle formazioni rocciose di basalto, prevalenti nelle aree vulcaniche, per la cattura e lo stoccaggio del carbonio.

Studi recenti suggeriscono che l’applicazione di polvere di basalto nei terreni agricoli potrebbe catturare efficacemente l’anidride carbonica atmosferica su larga scala.

Interessante, uno studio precedente di quest’anno ha scoperto che un vulcano estinto al largo della costa del Portogallo potrebbe immagazzinare circa 1,2‑8,6 gigatonnellate di CO2, equivalenti a circa 24‑125 anni di emissioni industriali del paese. Riconoscendo questo potenziale, i governi stanno mostrando interesse e investendo risorse. Ad esempio, il governo del Regno Unito ha assegnato a scienziati scozzesi un finanziamento di £1 milione per sviluppare metodi innovativi per quantificare lo stoccaggio di CO2 nelle rocce vulcaniche.

Ricerca spaziale

Non solo i vulcani sono monitorati dallo spazio, ma i paesaggi vulcanici sulla Terra sono usati per simulare e studiare le condizioni su altri pianeti, contribuendo all’esplorazione e alla ricerca spaziale, che comportano pericoli e costi intrinseci.

I professori dell’Idaho State University stanno studiando i vulcani nella regione della pianura orientale del fiume Snake. Questi vulcani, secondo i ricercatori, hanno lo “stesso tipo di lava e lo stesso stile di eruzione dei vulcani sulla Luna e su Marte”, e si aspettano che le loro tecniche di ricerca vengano utilizzate dagli astronauti in future missioni per studiare le stesse forze di cambiamento sulla Luna e oltre.

All’inizio di quest’anno, gli scienziati hanno anche scoperto un pianeta chiamato LP 791-18d, probabilmente ricoperto di vulcani e che dovrebbe offrire approfondimenti su come i vulcani modellano gli ambienti planetari nel tempo.

Considerazioni finali

I vulcani sono rotture nella crosta terrestre. Sono noti per il loro potere distruttivo, poiché creano il pericolo di annientare persone e causare problemi di salute come malattie infettive, patologie respiratorie, ustioni, cadute e incidenti. Tuttavia, come abbiamo visto, le eruzioni vulcaniche hanno anche un altro lato.

L’attività vulcanica offre i benefici di suolo fertile, la formazione di nuove isole, la disponibilità di gemme preziose, minerali e materiali da costruzione, la creazione di sorgenti termali, la produzione di energia geotermica e il raffreddamento periodico del pianeta. Ciò significa che i vulcani devono essere studiati approfonditamente e il loro potere sfruttato correttamente, poiché possono essere estremamente vantaggiosi per l’umanità.

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