Studiare la traiettoria dei proiettili vulcanici durante una eruzione, utilizzando le telecamere ad alta velocità, per valutarne la pericolosità. La ricerca, condotta dall’INGV, è stata pubblicata su Review of Geophysics

Le eruzioni vulcaniche a carattere esplosivo lanciano in aria frammenti di roccia incandescente, talvolta parzialmente fusi, fino a diversi chilometri dal vulcano. La loro deformazione, frammentazione, collisione e rotazione determinano un profondo impatto sulla traiettoria seguita durante il volo. A scoprirlo, grazie all’impiego di telecamere ad alta velocità, i ricercatori del Laboratorio Alte Pressioni Alte Temperature di Geofisica e Vulcanologia sperimentali (HP-HT) dell’Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (INGV), in collaborazione con i colleghi della Universidad de Ciencias y Artes de Chiapas in Messico. L’obiettivo è comprendere le dinamiche dei proiettili vulcanici, per contribuire alla mitigazione dei rischi associati. I risultati della ricerca, dal titolo In-flight dynamics of Volcanic Ballistic Projectiles, sono stati pubblicati su Review of Geophysics.

“I dati raccolti”, spiega Piergiorgio Scarlato, responsabile del Laboratorio HP-HT dell’INGV, “hanno consentito di determinare, con maggiore precisione, i parametri necessari per simulare al computer la traiettoria dei proiettili, permettendo di migliorare significativamente i modelli di dispersione dei proiettili stessi e la pericolosità legata a questi fenomeni eruttivi”.

“I frammenti, i più grandi dei quali possono raggiungere le dimensioni di un camion”, spiega Jacopo Taddeucci, primo autore della pubblicazione, “rappresentano un pericolo per coloro che frequentano le aree vulcaniche attive, come accaduto agli oltre 50 turisti che, nel 2014, hanno perso la vita sul vulcano giapponese Ontake, colpiti dai prodotti di un’esplosione”.

Il pericolo legato alla ricaduta di questi frammenti, o proiettili vulcanici, ha causato in diversi casi la chiusura di punti panoramici e sentieri turistici, come per il vulcano hawaiiano Kilauea e allo Stromboli. Su quest’ultimo e sul vulcano Sakurajima (Giappone) sono stati perfino costruiti rifugi ad hoc.

“Lo sviluppo e il conseguente utilizzo di queste nuove tecniche di monitoraggio”, conclude Scarlato, “ci consente di raccogliere informazioni sempre più precise per comprendere la dinamica delle eruzioni esplosive e il loro impatto sul territorio e la popolazione”.

Abstract

Taddeucci J., Alatorre-Ibargüengoitia M., Cruz-Vázquez O., Del Bello E., Scarlato P., Ricci T. (2017) In-flight dynamics of Volcanic Ballistic Projectiles, Reviews of Geophysics,

doi: 10.1002/2017RG000564

Explosive volcanic eruptions launch incandescent fragments, sometimes partially molten, to distances of up to several kilometers from the volcano. The largest fragments, from the size of an apple to that of a van, travel in air following the same laws that control the flight of artillery shells, and, on landing, may cause the same harmful consequences. To protect people and properties from these volcanic projectiles, their occurrence in volcanic rocks is documented, and their motion is simulated by computer models. However, both field studies and computer models require validation, but in-flight observation of the projectiles have been sparse, so far. We used state-of-the-art high-speed cameras, filming volcanic projectiles in slow motion to understand and measure the processes that control their flight dynamics. We found that the in-flight deformation, rotation, and collision of the projectiles have a deep impact on their trajectory. We also measured the size of craters left by the projectiles on landing, and we derived specific parameters that are essential to model projectiles flight. We found that currently used models often do not account for all the in-flight dynamics. Our findings will improve interpreting the motion of the projectiles and mitigating their hazard.

Proiettili vulcanici 1

Foto 1 - Personale INGV al lavoro durante l'eruzione esplosiva del vulcano Eyjafjallajokull, Islanda, anno 2010

Proiettili vulcanici 2

Foto 2 - Eruzione esplosiva al vulcano Chaparrastique San Miguel, El Salvador, anno 2013

Proiettili vulcanici 3

Foto 3 – Eruzione esplosiva al vulcano Chaparrastique San Miguel, El Salvador, anno 2013

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