Curiosità sui vulcani e consigli di sicurezza

Le eruzioni vulcaniche sono uno dei fenomeni naturali di cambiamento più impressionanti, violenti e drammatici del nostro pianeta. Le immagini di un’eruzione possono includere una vivida manifestazione di lava gialla e rossa che ribolle dalle fenditure, fuochi arancioni e fumo bianco.

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Oltre ai pericoli visibili che si sprigionano da un vulcano, c’è qualcosa di invisibile ma non meno pericoloso: gas tossici biossido di zolfo, anidride carbonica, idrogeno solforato, acido cloridrico e monossido di carbonio. I gas vengono rilasciati dal magma quando la pressione della Terra non è più in grado di contenerli, in modo simile all’apertura di una bottiglia di champagne o di una lattina di bibita gassata.

Essere preparati significa conoscere i tipi di vulcano e di eruzione, quali gas e altri detriti possono essere rilasciati e fino a che distanza possono arrivare fumo, cenere e gas.

Tipi di vulcano

I geologi generalmente raggruppano i vulcani in quattro tipi principali: coni di cenere, vulcani compositi, vulcani a scudo e duomi di lava.

1. I coni di cenere o di scorie sono il tipo di vulcano più comune. Presentano pendii diritti e ripidi, hanno un grande cratere in cima e raramente superano i 300 metri (1.000 piedi) di altezza.
2. I vulcani compositi, talvolta chiamati stratovulcani, spesso superano i 3.000 m (10.000 piedi). Alla base hanno pendii dolci che diventano ripidi verso la sommità e presentano un piccolo cratere in cima. Sono il tipo di vulcano più pittoresco e anche il più letale.
3. I vulcani a scudo sono enormi e ampi, in genere 20 volte più larghi di quanto siano alti. I vulcani più alti del mondo sono vulcani a scudo e si elevano per oltre 9.500 m (31.000 piedi).
4. I duomi vulcanici o di lava sono formati da masse di lava relativamente piccole e bulbose, troppo viscose per scorrere per grandi distanze.¹

Tipi di eruzioni vulcaniche

Il tipo di eruzione vulcanica è determinato dal contenuto di cristalli e gas, nonché dalla temperatura del magma:

• I cristalli influenzano la viscosità del magma (spessore di un liquido). Un aumento del contenuto di cristalli crea un magma corrispondentemente più denso e con maggiore viscosità.
• I gas intrappolati in un magma più viscoso hanno maggiori difficoltà a fuoriuscire. Questo rende più probabile un’esplosione.
• Temperatura: I magmi a temperatura più elevata permettono ai gas di fuoriuscire più facilmente, mentre i magmi a temperatura più bassa sono più viscosi e aumentano la probabilità di un'esplosione.

Le eruzioni vulcaniche sono classificate in diversi tipi. Alcune prendono il nome da particolari vulcani e altre dalla forma dei detriti dell'eruzione o dal luogo in cui si verificano.

1. Eruzioni stromboliane: sono emissioni distinte di lava fluida provenienti dalla bocca di un condotto sommitale pieno di magma. Le esplosioni si verificano di solito ogni pochi minuti, a intervalli regolari o irregolari.
2. Eruzioni vulcaniane: sono esplosioni brevi, violente e relativamente piccole di magma viscoso. Le eruzioni vulcaniane generano potenti esplosioni in cui il materiale può viaggiare a una velocità superiore a 350 metri al secondo (800 mph) e salire per diversi chilometri nell'aria.
3. Eruzioni con duomo lavico: si formano quando lava molto viscosa e ricca di frammenti viene espulsa da una bocca eruttiva senza esplodere.
4. Eruzioni surtseyane: si verificano quando magma o lava interagiscono in modo esplosivo con l'acqua, di solito da un vulcano sottomarino.
5. Hawaiane: la lava fluida viene proiettata nell'aria in getti da una bocca eruttiva o da una linea di bocche eruttive (una fessura) alla sommità. I getti possono durare ore o persino giorni, in un fenomeno chiamato “fontane di lava”. Poiché il magma ha una bassa viscosità, la lava può percorrere miglia prima di raffreddarsi e solidificarsi.
6. Pliniane sono le più grandi e violente tra tutte le tipologie. Sono estremamente distruttive e possono persino obliterare l'intera sommità di una montagna, come accadde al Monte St. Helens nel 1980.

Che cos'è la cenere vulcanica?

Il termine cenere vulcanica è comunemente usato per indicare tutta la “tephra” o i “piroclastici”, ossia particelle di materiale roccioso igneo di varie dimensioni espulse dai vulcani. I termini tephra / piroclastici sono classificati in base alla dimensione:

• Blocchi o bombe: più di 64 millimetri (2,5 pollici)
• Lapilli: meno di 64 mm
• Cenere vulcanica: meno di 2 mm (0,079 in.)
• Cenere vulcanica fine o polvere vulcanica: meno di 0,063 mm (0,0025 in.)

Tutte le eruzioni esplosive producono tephra. La cenere vulcanica e la cenere vulcanica fine vengono poi disperse dai venti prevalenti e possono ricadere a centinaia o persino migliaia di chilometri di distanza. La cenere vulcanica sospesa nell'atmosfera rappresenta un pericolo per l'aviazione.

La tephra può anche avere impatti considerevoli al suolo. Ricadute relativamente sottili (meno di 10 mm) possono avere effetti negativi sulla salute degli individui vulnerabili e interrompere servizi infrastrutturali critici, l'aviazione, l'agricoltura e altre attività socioeconomiche su aree potenzialmente molto estese.

Spessi depositi di cenere (più di 100 mm) possono danneggiare colture, vegetazione e infrastrutture, causare danni strutturali agli edifici e richiedere importanti interventi di pulizia. Tuttavia, in genere sono confinati entro poche decine di chilometri dalla bocca eruttiva e, poiché si verificano durante grandi eruzioni, sono relativamente rari.

Gli effetti a breve termine includono comunemente irritazione degli occhi e delle vie aeree superiori e peggioramento di un'asma preesistente. Le comunità colpite possono anche subire altri impatti sociali diretti e indiretti, inclusa l'interruzione dei mezzi di sussistenza e l'ansia che ciò può causare.²

Che cos'è il vog?

Il termine "vog" è generico e la proporzione effettiva di gas e particelle dipende da quanto tempo ha avuto per reagire nell'atmosfera. Il vog è una miscela nebbiosa di gas SO₂ e PM2.5, composta principalmente da goccioline di acido solforico e altri composti di solfato (SO₄).

Gli aerosol si formano quando SO₂ e altri gas vulcanici si combinano nell'atmosfera e interagiscono chimicamente con ossigeno, umidità, polvere e luce solare in periodi che vanno da minuti a giorni.

La composizione esatta del vog dipende da quanto tempo il pennacchio vulcanico ha avuto per reagire nell'atmosfera. Lontano dalla bocca eruttiva, gli aerosol sono il componente principale del vog. Più vicino al vulcano, il vog contiene sia aerosol sia gas SO₂ non reagito.

Vicino alle fonti di emissione dei gas, il vog può contenere quantità significative di gas SO₂ non reagito. Più a lungo il gas SO₂ ha tempo per reagire nell'atmosfera, più completa è la conversione del gas SO₂ in particelle. Le particelle fini diffondono la luce solare, causando la foschia visibile osservata sottovento. Quindi, più lontano dal vulcano, il vog è composto principalmente da PM2.5.

Le persone con condizioni mediche preesistenti sono il principale gruppo a rischio di effetti sulla salute dovuti all'esposizione al vog, ma anche le persone sane possono manifestare sintomi.

Le colture agricole e altre piante possono subire danni a causa dell'esposizione agli inquinanti. Agricoltori e giardinieri situati lungo il percorso degli inquinanti (SO₂ e pioggia acida) hanno segnalato danni significativi alle piante causati dai venti che trasportano gas SO₂ e particelle acide.

Che cos'è il laze?

Quando la lava fusa scorre nell'oceano, reagisce energicamente con l'acqua di mare creando un diverso tipo di pennacchio gassoso che provoca condizioni nebbiose e nocive sottovento rispetto al punto di ingresso in mare. Chiamato pennacchio di "laze" (dalla fusione delle parole 'lava' e 'haze'), si forma attraverso una serie di reazioni chimiche mentre la lava calda fa evaporare completamente l'acqua di mare.

Il laze è spesso una miscela irritante di gas acido cloridrico (HCl), vapore e minuscole particelle di vetro vulcanico. Questa miscela di gas calda e corrosiva ha causato decessi, quindi il laze deve essere preso sul serio. I venti possono trasportare il laze e anche i bordi più sottili del pennacchio possono causare irritazione della pelle e degli occhi e difficoltà respiratorie. Il laze può anche provocare pioggia acida con proprietà corrosive.³

Da cosa è composto il gas vulcanico?

Il magma contiene gas disciolti, che forniscono la forza motrice alla base della maggior parte delle eruzioni vulcaniche. Di gran lunga il gas vulcanico più abbondante è il vapore acqueo, che è innocuo. Tuttavia, dai vulcani possono essere emesse anche quantità significative di anidride carbonica, diossido di zolfo, idrogeno solforato e alogenuri di idrogeno.

Anidride carbonica vulcanica

Quando questo gas incolore e inodore viene emesso dai vulcani, in genere si diluisce molto rapidamente fino a raggiungere basse concentrazioni e non rappresenta una minaccia per la vita. Tuttavia, poiché il gas di anidride carbonica freddo è più pesante dell'aria, può accumularsi nelle zone basse dove, in determinate condizioni atmosferiche molto stabili, può raggiungere concentrazioni molto più elevate. Questo può comportare gravi rischi per persone e animali.

Respirare aria con oltre il 3% di CO₂ può portare rapidamente a mal di testa, vertigini, aumento della frequenza cardiaca e difficoltà respiratorie. A concentrazioni superiori a circa il 15%, la CO₂ provoca rapidamente perdita di coscienza e morte.

Le emissioni di anidride carbonica da un vulcano tendono a diluirsi rapidamente e quindi in genere non rappresentano una minaccia diretta per le persone. Tuttavia, l'anidride carbonica è più pesante dell'aria, quindi può accumularsi nelle aree più basse. Se una persona entrasse in una zona depressa dove il gas si è depositato dopo un'eruzione vulcanica, respirare quest'aria concentrata potrebbe rivelarsi fatale.³

Anidride solforosa vulcanica (SO₂)

L'anidride solforosa (SO₂) è irritante per gli occhi, la pelle e l'apparato respiratorio. Le persone con malattie cardiovascolari o disturbi respiratori, come l'asma, sono particolarmente vulnerabili. Anche gli anziani, i neonati e le donne in gravidanza sono particolarmente sensibili. Secondo i funzionari, nessuno conosce gli effetti a lungo termine sulla salute dell'esposizione all'anidride solforosa vulcanica.

L'anidride solforosa è un gas incolore con un odore pungente che irrita la pelle, i tessuti e le membrane mucose di occhi, naso e gola. Le emissioni di SO₂ possono causare piogge acide e inquinamento atmosferico sottovento rispetto a un vulcano; alte concentrazioni di anidride solforosa producono smog vulcanico, causando problemi di salute persistenti nelle popolazioni sottovento.

Durante eruzioni enormi, l'SO₂ può essere immesso nella stratosfera ad altitudini superiori a 10 km. Qui l'SO₂ viene convertito in aerosol di solfato che riflettono la luce solare e hanno quindi un effetto di raffreddamento sul clima terrestre. Svolgono inoltre un ruolo nella riduzione dell'ozono, poiché molte delle reazioni che distruggono l'ozono avvengono sulla superficie di tali aerosol.⁴

Solfuro di idrogeno vulcanico

Il solfuro di idrogeno è un gas incolore, infiammabile, con un odore forte e sgradevole ed è talvolta chiamato gas di fogna. È molto tossico ad alte concentrazioni.

È interessante notare che il naso umano è più sensibile all'H2S di qualsiasi strumento di monitoraggio dei gas di cui disponiamo oggi: miscele d'aria con appena lo 0,000001% di H2S sono associate a un odore di uova marce. Tuttavia, a rapporti di miscelazione superiori a circa lo 0,01%, l'H2S diventa inodore e molto tossico, causando irritazione delle vie respiratorie superiori e, in caso di esposizione prolungata, edema polmonare.

L'esposizione a oltre 500 ppm per più di cinque minuti può far crollare una persona. Se esposta a questo livello fino a un'ora, può sopraggiungere la morte.

Alogenuri di idrogeno vulcanici (HF, HCl, HBr)

Quando il magma risale vicino alla superficie, i vulcani possono emettere gli alogeni fluoro (HF), cloro (HCl) e bromo sotto forma di alogenuri di idrogeno (HBr). Questi gas sono acidi, hanno un'elevata solubilità e possono potenzialmente causare piogge acide. Anche le particelle di cenere sono spesso rivestite di alogenuri di idrogeno. Una volta depositate, queste particelle di cenere rivestite possono contaminare le riserve di acqua potabile, le colture agricole e i pascoli.⁵

Popolazioni a rischio ed emissioni vulcaniche

La maggior parte degli adulti sani si riprenderà dopo l’esposizione. Tuttavia, alcune persone sono maggiormente a rischio di gravi conseguenze per la salute, tra cui:

• Bambini piccoli. I bambini i cui polmoni sono ancora in fase di sviluppo sono considerati più vulnerabili, indipendentemente dal fatto che abbiano una condizione preesistente.
• Donne in gravidanza. L’inalazione di vog espone le donne in gravidanza e i loro bambini non ancora nati a un rischio maggiore rispetto alla popolazione generale.
• Anziani. Questa fascia di popolazione è considerata a rischio a causa di un tasso più elevato di malattie polmonari e cardiache preesistenti.
• Chiunque abbia una malattia respiratoria. Le persone con enfisema, bronchite cronica, BPCO, asma o un’altra malattia respiratoria sono a rischio.
• Persone con una malattia cardiovascolare. Le malattie dell’apparato circolatorio includono ipertensione, malattie vascolari, insufficienza cardiaca e patologie cerebrovascolari. Queste condizioni rendono chi ne soffre suscettibile a infarti, dolore toracico transitorio, insufficienza cardiaca, ictus e morte improvvisa dovuta ad aritmia cardiaca.

Consigli di preparazione alle emissioni vulcaniche

• Rimani al chiuso il più possibile. Questo è particolarmente utile negli edifici che impediscono efficacemente all’aria esterna di entrare all’interno.
• Indossa una maschera all’aperto. Utilizza solo una maschera respiratoria con classificazione N95 o N100 per contribuire a proteggerti dalle particelle di fumo.
• Controlla i siti di monitoraggio della qualità dell’aria, come l’Indice di qualità dell’aria di AirVisual.
• Tieni i farmaci a portata di mano. Se soffri di asma o di altre patologie respiratorie, tieni i farmaci disponibili e usali come prescritto. Se non hai farmaci, ma pensi di poterne aver bisogno, chiama il tuo medico.
• Indossa una maschera antinquinamento, come la maschera IQAir certificata KN95, per proteggerti dall’inalazione degli inquinanti particolati aerodispersi presenti nel vog.
• Crea un ambiente protetto con aria pulita all’interno della tua casa. Particelle e gas possono accumularsi rapidamente all’interno della tua abitazione. Tieni le finestre chiuse e sigilla qualsiasi apertura verso l’esterno, comprese le prese d’aria. Quando usi un condizionatore, assicurati di impostarlo sulla modalità di ricircolo e di chiudere la presa d’aria esterna. Filtra l’aria durante la ventilazione dello spazio con un purificatore d’aria ad alte prestazioni per lo smog vulcanico (vog), come GC MultiGas.
• Evita attività che inquinano ulteriormente l’aria interna. Evita di bruciare candele, usare il camino o anche passare l’aspirapolvere (a meno che tu non possieda un aspirapolvere HEPA ad alte prestazioni). Tutte queste attività possono altrimenti diventare ulteriori fonti di inquinanti dell’aria interna

Gli eventi naturali come le eruzioni vulcaniche non possono essere controllati. Tuttavia, con conoscenza e preparazione, puoi proteggere te stesso e la tua famiglia nel miglior modo possibile.