Dataset di Array Infrasuono dei Parossismi Eruptivi del 2021 del Vulcano Etna

Ascoltare la Voce Profonda di un Vulcano

Quando un vulcano erutta, non libera solo fuoco e cenere—sussurra anche in suoni molto bassi che le nostre orecchie non possono percepire. Questi “infrasuoni” viaggiano nell’aria per molti chilometri e possono rivelare cosa avviene all’interno del vulcano molto prima che si vedano lava o cenere. In questo studio, gli scienziati condividono un nuovo archivio ad accesso aperto di questi suoni nascosti registrati sul Monte Etna in Italia durante un anno eruttivo particolarmente intenso, offrendo una risorsa potente per migliorare le previsioni di eruzione e aumentare la sicurezza delle comunità vicine.

Perché i Borbottii Silenziosi Contano

Il Monte Etna è uno dei vulcani più attivi al mondo, spesso eruttando fontane di lava e colonne di cenere che possono disturbare il traffico aereo e imbrattare le città vicine. Per tenere la situazione sotto controllo, gli scienziati italiani gestiscono una fitta rete di strumenti che misurano il tremito del suolo, i gas e la deformazione del terreno. Negli ultimi decenni hanno scoperto che l’infrasuono—onde sonore a frequenze molto basse—può essere particolarmente utile per individuare l’inizio delle eruzioni, seguirne lo sviluppo e stimare la quantità di cenere e gas emessi. Il problema è che dati infrasuono pubblici e di alta qualità provenienti da vulcani attivi sono rari, il che rende difficile per i ricercatori di tutto il mondo testare nuovi metodi.

Costruire un’Orecchia per l’Etna

Per colmare questa lacuna, il team ha installato un apposito “posto di ascolto” su una collina chiamata Monte Conca, a circa sei chilometri dai crateri sommitali dell’Etna. Invece di un singolo microfono, hanno allestito un array di sei sensori infrasuono disposti attorno a un punto centrale, molto simile a microfoni in un sistema surround. Questo progetto permette di confrontare minime differenze nei tempi di arrivo delle onde sonore su ciascun sensore, amplificando segnali deboli e localizzandone la provenienza. I sensori, costruiti appositamente per il lavoro vulcanico, sono dispositivi piccoli e a basso consumo in grado di registrare piccole variazioni di pressione dell’aria su un’ampia gamma di frequenze.

Mantenere gli Strumenti in Vita su una Montagna Dura

Far funzionare elettronica sensibile in alto su un vulcano nevoso per un intero anno non è impresa da poco. Ogni sensore è stato collocato all’interno di una scatola costruita su misura che funge da piccolo sistema di supporto vitale. La scatola è impermeabile e termicamente isolata, ospita il sensore, il registratore digitale e una batteria di grande capacità, ed è sormontata da un pannello solare per mantenere tutto alimentato anche in inverno. Un rivestimento in schiuma e un filtro meccanico aiutano a proteggere il sensore dalle raffiche di vento che potrebbero imitare segnali vulcanici. Questo design robusto ha permesso all’array di funzionare quasi continuamente da maggio 2021 ad aprile 2022, con soltanto brevi interruzioni per manutenzione e un sensore problematico che ha sofferto ripetuti guasti al registratore.

Seguire Decine di Eruzioni in Dettaglio

Durante il periodo di osservazione, l’Etna è entrato in una fase particolarmente vivace. Dalla fine del 2020 al 2021, il vulcano ha prodotto oltre 60 potenti esplosioni note come parossismi—episodi di intense fontane di lava e coltri di cenere che talvolta si spingevano fino a 10 chilometri di quota. Il nuovo array ha catturato 39 di questi eventi tra maggio e ottobre 2021, insieme a degassamenti più silenziosi e a piccole esplosioni da diversi crateri. Trattando i sei sensori come un unico sistema d’ascolto e usando processamenti avanzati, gli scienziati sono riusciti a filtrare il rumore eolico casuale e isolare onde di pressione coerenti legate all’attività vulcanica. Hanno dimostrato che diversi tipi di comportamento—come il rilascio di gas di fondo, scoppi stromboliani e fontane di lava sostenute—mostrano pattern sonori e firme in frequenza distinti.

Separare le Voci di Diversi Crateri

Uno dei risultati più potenti è la capacità dell’array di stabilire quale cratere stia “parlando” in un dato momento. Misurando la direzione di arrivo degli infrasuoni, il team ha identificato gruppi stabili di segnali provenienti da due regioni principali: i crateri Sudest e Nuovo Sudest, che hanno prodotto la maggior parte delle fontane di lava più drammatiche, e i crateri Bocca Nuova e Voragine, spesso caratterizzati da un degassamento più tranquillo. Gli eventi esplosivi dei crateri del Sudest mostravano forme d’onda taglienti e impulsive dominate da frequenze intorno a 1–2 hertz, tipiche di potenti scariche di gas. Al contrario, i segnali da Bocca Nuova e Voragine presentavano toni più risonanti a diverse frequenze distinte, modellati dalla geometria delle bocche e delle pareti crateriche. Queste differenze significano che, utilizzando solo l’infrasuono, gli scienziati possono distinguere attività sovrapposta da più bocche anche quando la visibilità è scarsa.

Cosa Significa per le Persone che Vivono Vicino ai Vulcani

Per i non specialisti, l’esito chiave è che l’Etna dispone ora di un sistema di “sorveglianza acustica” comprovato, e l’intero anno di registrazioni è liberamente accessibile a chiunque voglia studiarlo. Il lavoro dimostra che array infrasuono robusti possono funzionare tutto l’anno su un vulcano alto e nevoso e catturare in modo affidabile le sottili firme di pressione dell’aria sia delle eruzioni maggiori sia dei degassamenti più tranquilli. Questo dataset aiuterà i ricercatori a perfezionare strumenti di allerta precoce che rilevano e localizzano automaticamente l’attività eruttiva in tempo reale, supportando avvisi più rapidi per l’aviazione e le comunità sottovento. In breve, ascoltando con attenzione i borbottii più profondi di un vulcano, gli scienziati imparano a prevederne la prossima grande esplosione.

Citazione: Zuccarello, L., Gheri, D., De Angelis, S. et al. Infrasound Array Dataset of the 2021 Eruptive Paroxysms of Etna Volcano. Sci Data 13, 296 (2026). https://doi.org/10.1038/s41597-026-06638-0

Parole chiave: infrasuono, Monte Etna, monitoraggio dei vulcani, allerta precoce delle eruzioni, acustica sismica