Microseismicità a lungo periodo rivela che attività fluida indotta da terremoti può facilitare eruzioni di caldere

Perché i terremoti distanti contano per i vulcani

I vulcani non sono così isolati come possono sembrare. In tutto il mondo, terremoti da moderati a forti sono stati osservati precedere eruzioni vulcaniche, talvolta di poche ore soltanto. Tuttavia gli scienziati hanno faticato a osservare esattamente cosa accade all’interno di un vulcano nella breve finestra tra una grande scossa e un’eruzione. Questo studio sfrutta un’eruzione rara e ben strumentata al vulcano Sierra Negra nelle isole Galápagos per rivelare una catena di eventi nascosta: piccoli terremoti a bassa risonanza che tradiscono fluidi sotto pressione che indeboliscono il vulcano dall’interno prima che il magma infine si liberi.

Un vulcano insulare in subbuglio

Sierra Negra è un vulcano ampio e a forma di ciotola, noto come caldera, che si è lentamente gonfiato per decenni mentre il magma si accumulava in un serbatoio poco profondo a forma di sill a circa 2 chilometri sotto la superficie. Attraverso il fondo della caldera passa un’importante sistema di faglie interne chiamato Trapdoor Fault. Eruzioni passate nel 1979 e nel 2005 iniziarono meno di tre ore dopo terremoti moderati su questa faglia, suggerendo che lo scorrimento lungo la faglia può istantaneamente “liberare” le rocce sopra il magma e aprire una via di fuga per la lava. Ma nel giugno 2018, dopo 13 anni di sollevamento costante per oltre 6,5 metri, una scossa di magnitudo 5.4 colpì la parte meridionale del Trapdoor Fault—e il vulcano impiegò un sorprendente lasso di otto ore per rispondere.

Ascoltare i tremori più piccoli

A differenza di eventi precedenti, l’episodio del 2018 fu catturato da una densa rete di sismometri e ricevitori GPS. Gli autori combinarono strumenti di machine learning, sistemi automatici di pick delle fasi e tecniche di template-matching per costruire un catalogo sismico molto più completo per il giorno dell’eruzione. Questo permise loro di rilevare migliaia di piccoli terremoti, molti troppo deboli per i metodi tradizionali. Utilizzarono anche misurazioni GPS in stile satellitare per tracciare il movimento del suolo con precisione di pochi millimetri. Insieme, questi dati rivelarono quattro stadi: inflazione costante prima della scossa principale; un periodo di relativa quiete di repliche senza cambiamenti rilevabili nella deformazione superficiale; cedimento improvviso del bordo nord e nord‑ovest della caldera collegato all’intrusione di magma; e infine l’eruzione, iniziata circa dieci ore dopo il terremoto iniziale.

La vita nascosta dei terremoti a lungo periodo

La scoperta chiave riguarda ciò che avvenne durante le otto ore “tranquille” tra il terremoto principale e il movimento del magma. Circa due ore dopo l’evento di magnitudo 5.4, comparve un nuovo tipo di segnale sismico nella caldera nord‑ovest, vicino a un’area idrotermale nota come Minas del Azufre. Si trattava di micro‑terremoti a lungo periodo—piccoli eventi con la maggior parte dell’energia a basse frequenze, più simili a un colpo ovattato che a una frattura netta. Si verificarono in sciami ripetitivi, con forme d’onda quasi identiche, raggruppati nello spazio e nel tempo. Un’analisi attenta mostrò che questi segnali mancavano dei pattern attesi per il semplice scorrimento fragile lungo una faglia. Alcune coppie erano persino “anti‑ripetitori” con polarità della forma d’onda invertita, implicando rapidi capovolgimenti nella direzione dello sforzo locale. Queste caratteristiche, assieme alla loro posizione lungo faglie che delimitano il serbatoio, indicano fortemente il movimento di fluidi o gas pressurizzati attraverso crepe piuttosto che una comune rottura delle rocce.

Dai fluidi criptici all’eruzione completa

Questi sciami a lungo periodo persistarono per circa sei ore e poi cessarono bruscamente mentre presero il sopravvento terremoti più energetici e ad alta frequenza e l’edificio vulcanico cominciò a cedere. Intorno alle 17:00 UTC, i tassi e le magnitudini sismiche balzarono, segnalando che le rocce sopra il serbatoio magmatico nella caldera nord‑ovest si erano finalmente rotte e il magma aveva iniziato a intrudere lateralmente. Dati GPS ad alta frequenza registrarono rapidi spostamenti del suolo mentre il sill superficiale si sgonfiava e il magma propagava verso la superficie. Circa due ore e mezza dopo, si aprirono fratture vicino a Volcán Chico e la lava cominciò a colare, accompagnata da attività sismica continua e rapido sprofondamento del fondo calderico. Per tutta la durata del ritardo di otto ore non vi fu alcun segno di pressurizzazione aggiuntiva all’interno del serbatoio magmatico stesso—nessun sollevamento supplementare o cambiamento nello stile sismico che indicasse l’arrivo di nuovo magma da livelli più profondi.

Cosa significa per i rischi vulcanici

Per molti vulcani è stato fin troppo semplice assumere che un grande terremoto vicino che non provoca un’eruzione semplicemente non abbia trovato il sistema magmatico pronto, o che quando innesca un’eruzione il legame sia diretto. Questo studio dipinge un quadro più sfumato. A Sierra Negra, il terremoto principale ha fornito un forte scossone di sforzo a un serbatoio già in fase di precarico e inflazione, ma l’eruzione richiese comunque una fase intermedia, in gran parte invisibile, durante la quale fluidi caldi filtravano lungo le faglie, aumentavano la pressione dei pori e indebolivano silenziosamente la roccia circostante. Solo dopo questa attività fluida “criptica” l’edificio cedette e il magma poté fuoriuscire. I risultati suggeriscono che monitorare piccoli micro‑terremoti a bassa frequenza potrebbe essere cruciale per riconoscere quando un vulcano apparentemente tranquillo è entrato nelle fasi finali e instabili che spingono un sistema perturbato da un terremoto verso l’eruzione.

Citazione: Song, Z., Bell, A.F., LaFemina, P.C. et al. Long-period microseismicity reveals cryptic earthquake-triggered fluid activity can facilitate caldera eruptions. Nat Commun 17, 2040 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-68645-4

Parole chiave: vulcano, innesco da terremoti, Sierra Negra, magma e fluidi, microseismicità