I supervolcano rappresentano alcuni dei fenomeni geologici più potenti e stimolanti della Terra, che possiedono la capacità di produrre eruzioni di straordinaria grandezza, con il potenziale di rimodellare i paesaggi, alterare i modelli climatici globali e di influenzare la vita in tutti i continenti.

Cosa definisce un Supervolcano?

Un supervolcano è definito come un vulcano che ha avuto un'eruzione con un Volcanic Explosivity Index (VEI) di 8, il che significa che ha eruttato più di 1.000 chilometri cubi di materiale. L'indice di esplosivività vulcanica è una scala utilizzata per misurare le dimensioni delle eruzioni vulcaniche esplosive, ideata da Christopher G. Newhall del Geological Survey e Stephen Self negli Stati Uniti nel 1982.

La scala VEI è logaritmica, con ogni intervallo che rappresenta un aumento di dieci volte dei criteri di espulsione osservati, il che significa che un'eruzione VEI 8 è esponenzialmente più potente delle eruzioni più piccole, che talvolta sono chiamate "super eruzioni" e sono le più grandi e più esplosive di tutti.

Il termine "supervolcano" ha una storia interessante. Il termine è stato divulgato dal programma televisivo della BBC popolare Horizon nel 2000, riferendosi alle eruzioni che producono quantità di eiettori estremamente grandi. Mentre il termine ha ottenuto un ampio riconoscimento pubblico, alcuni vulcanici preferiscono terminologia scientifica più precisa, concentrandosi su "super eruzioni" piuttosto che etichettare i sistemi vulcanici stessi come "super".

Processi di formazione dei supervolcanoes

Magma Camera Sviluppo

I supervolcano si verificano quando il magma nel mantello sale nella crosta ma non riesce a rompersi, causando pressione per costruire in una grande e crescente piscina di magma fino a quando la crosta non riesce a contenere la pressione e le rotture. Questo processo differisce fondamentalmente dalla tipica attività vulcanica, dove il magma trova relativamente facili vie alla superficie.

Le eruzioni del Supervolcano sono possibili solo quando una camera di magma straordinariamente grande si forma a livello relativamente poco profondo nella crosta. Tuttavia, la formazione di queste camere di massa è un processo lento. Il tasso di produzione di magma in ambienti tettonici che producono supervolcanoes è abbastanza basso, circa 0.002 km3 all'anno, in modo che l'accumulo di magma sufficiente per una supererupzione richiede 100.000 a 1.000.000 anni.

La camera magma di un supervolcano si trova sempre in una zona dove il flusso di calore dall'interno della Terra alla superficie è molto alto, e di conseguenza, la camera magma è molto grande e calda ma anche plastica, con la sua forma che cambia come funzione della pressione quando gradualmente si riempie di magma caldo. Questa plasticità permette la pressione di dissipare più efficacemente che in un normale vulcano la cui camera magma è più rigida.

Impostazioni tettoniche e sorgenti di Magma

I supervolcano possono verificarsi a punti caldi (per esempio, Yellowstone Caldera) o in zone di subduzione (ad esempio, Toba).

Come piastre tettoniche si divergono a creste di metà ocean o si muovono su punti caldi, la pressione diminuisce, permettendo la roccia mantello di fondersi. Il supervolcano di Yellowstone esemplifica questo volcanismo legato a hotspot, dove una prugna relativamente stazionaria di materiale caldo da manto vulcanico profondo all'interno della terra.

Nelle impostazioni della zona di sottoduzione, il magma forma dove una piastra oceanica è sovrastinta da un'altra piastra crosta, con la piastra discendente che inizia a fondersi e la roccia fusa che raccoglie in camere sotterranee. Attraverso la fusione del flusso, l'acqua e altre sostanze volatili abbassano il punto di fusione delle rocce del mantello, che è comune nelle zone di subduzione dove una piastra si immerge sotto l'altra.

Composizione Magma ed evoluzione

Le eruzioni esplosive della caldera sono prodotte da una camera di magma il cui magma è ricco di silice, e il magma ricco di silice ha una viscosità elevata e quindi non scorre facilmente come il basalto. Il magma contiene tipicamente anche una grande quantità di gas disciolti, fino al 7 wt% per i magma più ricchi di silice.

Se il magma risiede in una camera per un lungo periodo, può diventare stratificato con componenti a densità inferiore che si innalzano al materiale superiore e più denso che affonda, con rocce che si accumulano in strati, formando un'intrusione a strati. Questa stratificazione può influenzare il carattere delle eruzioni successive, con diversi strati di magma che producono prodotti eruttivi distintamente diversi.

La ricerca ha dimostrato un rapporto tra la profondità delle camere di magma e il loro contenuto di acqua: più a fondo il magma, più alto è il suo contenuto idrico. Questo contenuto di acqua svolge un ruolo cruciale nel determinare l'eruzione esplosivi, come l'acqua e altri volatili influiscono drammaticamente sulla viscosità di magma e sull'accumulo di pressione del gas.

Caratteristiche strutturali dei Supervolcanoes

Caldera Formazione e Caratteristiche

Una caldera è un grande cavo simile a cauldron che si forma poco dopo lo svuotamento di una camera magma in un'eruzione vulcanica. La superficie del terreno crolla nella camera di magma svuotata o parzialmente svuotata, lasciando una grande depressione alla superficie che può avere un diametro di decine di chilometri.

Le super eruzioni producono caldere giganti che possono essere più di 50 chilometri di larghezza. Queste enormi depressioni rappresentano una delle caratteristiche fisiche più distintive dei supervolcanoes. Sebbene a volte descritto come un cratere, la caratteristica è in realtà un tipo di buco di lavandino, come si forma attraverso la sottosidenza e il collasso piuttosto che un'esplosione o un impatto.

Il processo di collasso si verifica perché l'eiezione di grandi volumi di magma in breve tempo può sconvolgere l'integrità della struttura di una camera magma, e le pareti e il soffitto di una camera non possono essere in grado di sostenere il proprio peso e qualsiasi substrato o roccia che poggia sopra.

Resurgent Domes e Post-Caldera Caratteristiche

La forma di terra complessiva di una caldera resurgent è un ampio altopiano vulcanico arruffato da basse scogliere che segnano la posizione delle pareti caldera, e contengono una zona rialzata (doma risorgiva) nel centro causata da movimenti di magma sotterranei. Queste cupole resurgenti formano quando il nuovo magma si intrude sotto il pavimento della caldera dopo il crollo iniziale, spingendo la roccia sovrastante verso l'.

Le caldera di Supervolcano spesso si riempiono di acqua nel tempo, creando alcuni dei laghi più grandi e profondi del mondo. Il lago Toba dell'Indonesia occupa la caldera di un supervolcano che ha eruttato l'ultima volta 74.000 anni fa. Allo stesso modo, il lago di Crater in Oregon riempie una caldera formata dal crollo del Monte Mazama circa 7700 anni fa, anche se questa era una eruzione VEI 7 più piccola, piuttosto che un vero super VEI 8.

Depositi vulcanici e Stratigrafia

Le eruzioni supervolcaniche lasciano dietro estesi depositi di materiale vulcanico che possono essere tracciati attraverso vaste aree. Il tipo di deposito primario è ignimbrite, una roccia formata da flussi piroclastici. Questi depositi possono essere straordinariamente spessi vicino alla caldera sorgente e si estendono centinaia o addirittura migliaia di chilometri dal sito di eruzione.

Gli strati di cenere provenienti da eruzioni supervolcaniche servono come importanti marcatori geologici. Questi depositi di tephra possono essere identificati in sequenze sedimentarie in tutti i continenti, fornendo preziosi marcatori cronologici per la datazione di altri eventi geologici e archeologici. La composizione chimica distintiva di ceneri da eruzioni individuali permette ai geologi di correlare i depositi trovati in luoghi ampiamente separati.

I sistemi di caldera resurgent sperimentano molte eruzioni di varia intensità e grandezza prima e dopo le caldera che formano la caldera, sia con Yellowstone che con la Valles Caldera che erutta una varietà di flussi di lava, cupole e/o piroclastici nell'attività pre-caldera e/o post-caldera.

Sistemi idrotermici

I supervolcano attivi e dormienti ospitano spesso sistemi idrotermali estesi, che si sviluppano quando l'acqua sotterranea circola attraverso la roccia calda sopra e intorno alle camere di magma, diventando riscaldata e alterata chimicamente. L'acqua riscaldata può sciogliere i minerali dalle rocce circostanti e depositarli altrove, creando depositi di minerali e alterando le rocce vulcaniche.

Le manifestazioni di superficie dell'attività idrotermale includono sorgenti calde, geyser, fumarole e vasi fangosi. Il Parco Nazionale di Yellowstone, situato all'interno della Caldera di Yellowstone, ospita più di 10.000 caratteristiche idrotermali, rendendolo uno dei più spettacolari display dell'attività geotermica del mondo, che forniscono una testimonianza visibile del calore e dei gas vulcanici ancora presenti nel sistema di magma sotto la caldera.

Stile di eruzione e Meccanismo

Eruzioni pliniane e ultra-piliniane

Le eruzioni di Caldera si verificano quando una camera di magma molto grande piena di gas-ricco, magma silicico viene svuotata in una eruzione catastrofica, che si caratterizza per la loro enorme potenza esplosiva e per i volumi di materiale che espelle nell'atmosfera.

La colonna di eruzione di un'eruzione supervolcanica può raggiungere altezze straordinarie. Un'eruzione VEI 8 che rappresenta un'eruzione supervolcanica può espellere 1.0×1012 m3 (240 miglia cubice) di tephra e avere un'altezza della colonna del cloud di oltre 20 km (66,000 ft). In realtà, le colonne di eruzione dalle supererupzioni più grandi probabilmente si esero ben oltre questa soglia minima, potenzialmente, raggiungendo nella stratosfera a 40-50 altezze.

Flussi piroclastici e correnti di densità

Uno degli aspetti più devastanti delle eruzioni supervolcaniche è la generazione di flussi piroclastici massicci, che sono correnti calde e veloci di gas vulcanico, cenere e frammenti rocciosi che correno lungo i fianchi del vulcano e attraverso il paesaggio circostante a velocità che possono superare 100 chilometri all'ora.

I flussi piroclastici dalle eruzioni supervolcaniche differiscono da quelli delle eruzioni più piccole nella loro scala e raggiungono. Mentre i flussi piroclastici dalle tipiche eruzioni vulcaniche potrebbero viaggiare alcuni chilometri a decine di chilometri, quelli da supererupzioni possono estendersi per centinaia di chilometri dalla fonte, coprendo aree di migliaia di chilometri quadrati con depositi spessi di materiale vulcanico caldo.

Quando questi flussi vengono a riposo, possono essere così caldi che le particelle saldano insieme, formando fogli di ignimbrite. Lo spessore di questi depositi può variare da pochi metri in posizioni distali a centinaia di metri vicino alla sorgente della caldera. Il volume di materiale coinvolto è sta esagerando - i depositi di flusso piroclastico individuale da supereruptions possono superare 1.000 chilometri cubi.

Cena caduta e dispersione atmosferica

Le polveri vulcaniche delle eruzioni supervolcaniche iniettano enormi quantità di particelle fini nell'atmosfera. Le particelle di cenere più fini possono rimanere sospese nella stratosfera per mesi o perfino anni, circolando a livello globale e influenzando il clima in tutto il mondo.

I depositi di diversi centimetri a metri di spessore possono accumulare centinaia di chilometri dalla fonte, mentre la caduta di cenere misurabile può verificarsi a migliaia di chilometri di distanza. Questa diffusa distribuzione di ceneri ha profondi impatti sugli ecosistemi, l'agricoltura e le popolazioni umane in vaste regioni.

Eruzione Triggers e Meccanismo

La ricerca suggerisce che la pressione risultante dalle differenze di densità tra roccia magma solida e liquida è tutto ciò che sarebbe necessario per rompere molti chilometri di profondità della crosta terrestre sopra la camera magma, senza fenomeno geologico esterno, spostare la piastra o il terremoto necessari, solo un sufficientemente elevato accumulo di calore e pressione.

Quando la pressione all'interno di una camera supera la forza della roccia circostante, può portare ad un'eruzione. La natura dell'eruzione, sia esplosiva che effusiva, dipende dalla composizione del magma, dalla quantità di gas disciolti che contiene, e dalle caratteristiche fisiche della camera magma e della sua roccia sovrastante.

Per i supervolcanoes, l'alto contenuto di silice del magma crea un'alta viscosità, che intrappola gas e li impedisce di sfuggire gradualmente. Come la pressione costruisce, il sistema raggiunge alla fine una soglia critica. Il magma penetrante nelle fessure alla fine raggiungerà la superficie della Terra, anche in assenza di acqua o di biossido di carbonio bolle nel magma, e rilasciato come questo materiale si precipita verso la superficie, i chilometri enormemente si espanderanno.

Esempi notevoli di Supervolcanoes

Yellowstone Caldera, Stati Uniti

La Caldera Yellowstone, conosciuta anche come Campo vulcanico Yellowstone Plateau, è un complesso di caldera Quaternary e altopiano vulcanico che spazia dal Wyoming, Idaho e Montana, guidato dal punto di vista della pietra gialla e in gran parte all'interno del Parco Nazionale di Yellowstone.

Il vulcanismo ha cominciato 2.15 milioni di anni fa e ha proseguito attraverso tre cicli vulcanici principali, con ogni ciclo che coinvolge una grande eruzione ignimbrita, il flusso piroclastico, la caduta di cenere continentale e il collasso della caldera, preceduto e seguito da piccoli flussi di lava e tufi.

La più grande eruzione a Yellowstone è stata di 2,1 milioni di anni fa e ha avuto un volume di 2.450 chilometri cubi. Questa eruzione Huckleberry Ridge è stata una delle più grandi eruzioni vulcaniche conosciute nella storia della Terra. L'Osservatorio del vulcano di Yellowstone monitora l'attività vulcanica e non considera un'eruzione imminente, con l'imaging del serbatoio di magma che indica un volume sostanziale di fusione parziale sotto Yellowstone che non è attualmente eruttibile.

Toba Caldera, Indonesia

Il lago Toba è un grande remnant caldera di un supervolcano all'interno del complesso di caldera Toba del Sumatra settentrionale, composto da quattro crateri vulcanici sovrapposti che si trovano ad un passo dal fronte vulcanico Sumatran, e copre un'area di 100 per 30 km è la più grande caldera quaternaria del mondo.

La più grande eruzione negli ultimi due milioni di anni è stata circa 74,000 anni fa a Toba Volcano sull'isola di Sumatra, con il volume di quella eruzione stimata a 670 miglia cubi (2.800 chilometri cubi).

L'eruzione di Toba ha avuto effetti globali significativi, mentre le prime teorie lo hanno suggerito quasi causato l'estinzione umana, la ricerca più recente ha fornito una visione più sfumata dei suoi effetti sulle popolazioni umane e sul clima.

Volcano Taupō, Nuova Zelanda

L'eruzione di Oruanui del vulcano Taupō della Nuova Zelanda circa 25.600 anni fa è stata la più recente eruzione VEI-8 del mondo, che rende Taupō il supervolcano più attivo della Terra, anche se si è verificato ben prima della storia umana registrata.

L'eruzione di Oruanui ha generato circa 430 km3 di depositi di caduta piroclastica, 320 km3 di depositi di corrente piroclastica (per lo più ignimbrite) e 420 km3 di materiale intracaldera primario, pari a 530 km3 di magma, per un totale di 1.170 km3 di depositi totali. La caldera ora contiene il lago Taupō, il più grande della Nuova Zelanda.

Valles Caldera, Nuovo Messico

La Valles Caldera è un'eruzione supervolcano, come Yellowstone, e una delle più grandi caldere giovani della Terra, formata circa 1 milione di anni fa, quando si sono verificate eruzioni esplosive multiple che hanno prodotto un'immensa estrazione di cenere, pomice e flussi piroclastici.

La Valles Caldera si è formata quando più e più lunghi corpi di magma si sono fusi in una grande camera di magma. La caldera si estende per oltre 20 chilometri e rappresenta uno degli esempi più conservati di un sistema di caldera resurgent in Nord America.

Altri Supervolcano significativi

Diversi altri sistemi supervolcanici hanno prodotto eruzioni massicce nel passato geologico della Terra. La Garita Caldera in Colorado ha prodotto l'eruzione del Fish Canyon Tuff circa 27,8 milioni di anni fa, con un volume stimato superiore a 5.000 chilometri cubi, una delle più grandi eruzioni vulcaniche conosciute nella storia della Terra.

La Caldera nella California orientale si è formata circa 760.000 anni fa durante l'eruzione del vescovo Tuff. Questa caldera rimane geologicamente attiva, con attività sismica in corso, deformazione del terreno e degassazione che indica la presenza di magma sotto la superficie.

I vulcani che hanno prodotto eruzioni piroclastiche estremamente voluminose e che hanno formato grandi caldera negli ultimi 2 milioni di anni includono Yellowstone nel Wyoming nord-occidentale, Long Valley nella California orientale, Toba in Indonesia e Taupo in Nuova Zelanda.

Monitoraggio e rilevamento dell'attività supervolcanica

Monitoraggio sismico

Per comprendere appieno il comportamento di un vulcano, il monitoraggio dovrebbe includere diversi tipi di osservazioni (terremoti, movimento terra, gas vulcanico, chimica rocciosa, chimica dell'acqua, analisi satellitare remota) su base continua o quasi-real-time.

Il movimento del magma e dei liquidi associati all'interno dei vulcani si verifica spesso con un'attività terremotata concomitante e misurabile (seismicity), e a vulcani inquieti, l'evoluzione dell'attività sismica comunemente, ma non sempre, precede le eruzioni.

I terremoti ad alta frequenza indicano in genere una fragile frattura della roccia come il magma si spinge verso l'alto. I terremoti a bassa frequenza e il tremore armonico suggeriscono il movimento fluido all'interno del sistema vulcanico.

Misure di deformazione del terreno

Il magma di esplosione tipicamente innesca gli sciami di terremoti e altri tipi di eventi sismici, causa la deformazione (gonfiore o sottospecie) di un vulcano cima o fianchi, e porta a rilascio di gas vulcanici dal terreno e sfiati.

Il GPS è lo strumento finale per la misurazione di spostamenti tridimensionali ed è attualmente il metodo dominante per il monitoraggio della deformazione nei vulcani, con stazioni GPS continue integrate da siti occupati durante le campagne GPS annuali o organizzative che forniscono la migliore risoluzione temporale e spaziale possibile dei modelli di deformazione associati al volcanismo attivo.

Le misurazioni dell'inclinazione del tempo quasi reale forniscono regolarmente avvisi a breve termine di cambiamenti nell'attività vulcanica, come nuove intrusioni magmatiche e episodi di deflazione/inflazione episodica, e nessuna altra tecnica attualmente in uso può rilevare come si verifica l'attività.

L'interferometria radar satellitare (InSAR) ha rivoluzionato il monitoraggio del vulcano permettendo agli scienziati di misurare la deformazione del terreno su grandi aree con alta precisione. I dati satellitari possono essere utilizzati per rilevare il minimo segno di deformazione crostale che potrebbe rendere possibile prevedere un'eruzione.

Monitoraggio del gas

Le emissioni di gas vulcanici forniscono informazioni importanti sulla degassazione del magma e sullo stato del sistema vulcanico. Le variazioni nella composizione, nella temperatura e nel flusso dei gas vulcanici possono indicare il movimento del magma o i cambiamenti nel sistema del magma.

I gas chiave monitorati includono anidride solforosa (SO2), anidride carbonica (CO2), solfuro di idrogeno (H2S) e vapore acqueo. I rapporti tra diversi gas possono indicare la profondità e la temperatura della sorgente di magma.

Le moderne tecniche di monitoraggio includono spettrometri a terra che misurano le concentrazioni di gas da una distanza, così come i sensori basati su satellite. I sensori atmosferici sui satelliti possono identificare i gas e gli aerosol rilasciati dalle eruzioni, nonché quantificare il loro impatto ambientale più ampio.

Monitoraggio termico

Il telerilevamento termico via satellite è una tecnica chiave per lo studio e il monitoraggio dell'attività vulcanica, con dati a infrarossi dai satelliti utilizzati per studiare un ampio spettro di fenomeni vulcanici, in particolare i flussi di lava, l'estrusione delle cupole di lava, i meccanismi che guidano dinamiche effusive e bilanci magma, oltre a tracciare fumarole ad alta temperatura.

Il monitoraggio termico a base di terra comprende misurazioni della temperatura a sorgenti calde, fumarole e altre caratteristiche idrotermali. Le variazioni di temperatura possono indicare cambiamenti del flusso di calore dal sistema di magma sottostante.

Sistemi di monitoraggio integrati

Gli scienziati utilizzano una vasta gamma di tecniche per monitorare i vulcani, tra cui il rilevamento sismografico dei terremoti e del tremore, misure precise di deformazione del terreno, cambiamenti nelle emissioni di gas vulcanico, e cambiamenti nei campi di gravità e magnetico, e anche se non diagnostica individualmente, queste tecniche, quando utilizzate in combinazione a vulcani ben monitorati, hanno portato a previsioni di successo.

Nuovi sistemi di monitoraggio sono in grado di raccogliere e trasmettere dati precisi in tempo reale dal vulcano agli uffici dell'Osservatorio, che migliora la previsione dell'eruzione, ed è importante che gli strumenti siano installati durante i periodi di silenzio quando i vulcani non sono attivi in modo che siano pronti a rilevare il minimo bit di agitazione vulcanica, con la rilevazione precoce che dà la massima quantità di tempo per le persone a prepararsi per un'eruzione.

Hazards associato con eruzioni supervolcaniche

Avvolgimenti immediati

I pericoli immediati di una eruzione supervolcanica sarebbero catastrofici per la regione circostante. I flussi piroclastici devastano le aree entro centinaia di chilometri della caldera, con temperature superiori a 800°C e velocità rendendo impossibile la fuga. Questi flussi seppellirebbero il paesaggio sotto metri a decine di metri di detriti vulcanici caldi.

La caduta delle ceneri coprirebbe vaste aree, con spessori decrescenti a distanza dalla fonte ma ancora raggiungendo livelli pericolosi a centinaia di chilometri di distanza. Anche pochi centimetri di cenere possono crollare tetti, contaminare le forniture di acqua, danneggiare le macchine e rendere le aree inabitabili.

I gas vulcanici rilasciati durante l'eruzione pongono rischi per la salute immediata a chiunque nella regione interessata. L'anidride solforosa e altri gas acidi possono causare problemi respiratori e piogge acide. L'anidride carbonica, essendo più pesante dell'aria, può accumularsi in zone a basso profilo e comportare rischi di asfissia.

Impatto regionale e continentale

Oltre alla zona di devastazione immediata, un'eruzione supervulcanica avrebbe gravi impatti regionali. Un'eruzione gigante avrebbe effetti regionali come la caduta di cenere e cambiamenti a breve termine (anni a decenni) nel clima globale, con gli stati circostanti colpiti, così come altri luoghi negli Stati Uniti e nel mondo.

La produzione agricola cesserebbe in grandi aree a causa della caduta delle ceneri, delle tenebre e del raffreddamento. La contaminazione delle ceneri influenzerebbe le forniture idriche, le reti di trasporto e i sistemi elettrici. La disgregazione economica sarebbe senza precedenti, che interessa non solo la regione di eruzione ma le catene di approvvigionamento globali interconnesse.

Effetti climatici globali

Le eruzioni supervolcaniche di grandi volumi possono causare cambiamenti climatici duraturi (come il triggering di una piccola età del ghiaccio) e minacciare l'estinzione delle specie. L'iniezione di quantità massiccia di diossido di zolfo nella stratosfera creerebbe aerosol solfati che riflettono la luce solare, raffreddando il pianeta.

Gli esempi storici di eruzioni minori forniscono una panoramica dei potenziali impatti climatici. L'eruzione del 1815 del Monte Tambora, un evento VEI 7 molto più piccolo di una supereruption, ha causato il "Year Without a Summer" nel 1816, con abbassamenti di temperatura globali, guasti di colture e carestia.

La modellazione del clima suggerisce che una supererupzione potrebbe causare una diminuzione della temperatura globale di diversi gradi Celsius della durata di anni a decenni, che avrebbe gravemente colpito l'agricoltura in tutto il mondo, potenzialmente portando alla carenza di cibo e alla disgregazione sociale su scala globale.

Frequenza e probabilità di Supereruptions

Rispetto alle migliaia di eruzioni vulcaniche che si verificano nel corso di un secolo, la formazione di una caldera è un evento raro, che si verifica solo alcune volte all'interno di una data finestra di 100 anni.

Sono state identificate circa 40 eruzioni di magnitudo VEI-8 negli ultimi 132 milioni di anni, di cui 30 si sono verificate negli ultimi 36 milioni di anni, e considerando che la frequenza stimata è sull'ordine di una volta in 50.000 anni, ci sono probabilmente molte eruzioni di questo tipo negli ultimi 132 milioni di anni che non sono ancora noti.

Le eruzioni VEI 8 (super eruzioni) sono rare e non si sono verificate eruzioni VEI 8 nell'Olocene, con la più recente super eruzione che si verifica al Taupo Caldera in Nuova Zelanda circa 27.000 anni fa. Ciò significa che non si è verificata una supererupazione durante l'intera gamma di civiltà umana registrata.

Per i supervolcano specifici, gli intervalli di ricorrenza variano. Data la storia passata di Yellowstone, la probabilità annuale di un'altra eruzione di forma di caldera può essere approssimata come 1 su 730.000 o 0,0014%, tuttavia, questo numero si basa semplicemente su una mediazione dei due intervalli tra le tre principali eruzioni passate a Yellowstone—questo è difficilmente sufficiente per fare un giudizio critico.

Non vi è alcuna prova che una eruzione catastrofica a Yellowstone è imminente, e tali eventi sono improbabili a verificarsi nei prossimi secoli. Il monitoraggio moderno fornisce agli scienziati gli strumenti per rilevare segni di disordini vulcanici molto prima di un'eruzione, permettendo il tempo per avvertimenti e preparati.

Ricerca scientifica e direzioni future

Gli scienziati utilizzano più approcci per studiare i supervolcanoes, tra cui il lavoro geologico sul campo, l'imaging geofisico, l'analisi geochimica e la modellazione numerica.

La tomografia sismica ha rivelato la struttura dei sistemi di magma sotto i supervolcano attivi. A Yellowstone, per esempio, gli studi di imaging hanno identificato un grande serbatoio di magma nella crosta superiore e una fonte di magma più profonda che si estende nel mantello. Capire le dimensioni, la profondità e lo stato di questi corpi magma è cruciale per valutare i rischi vulcanici.

Studi geochimici di materiali eruttati forniscono informazioni sull'evoluzione del magma, sulle condizioni di stoccaggio e sui trigger di eruzione.Analizzando cristalli e vetro nelle rocce vulcaniche, gli scienziati possono determinare la temperatura, la pressione e la composizione dei magmi prima dell'eruzione.

La modellazione numerica consente agli scienziati di simulare processi vulcanici e di testare ipotesi sui meccanismi di eruzione. I modelli possono esplorare come le camere di magma si riempiono, come la pressione si costruisce e quali condizioni potrebbero innescare un'eruzione. Questi modelli stanno diventando sempre più sofisticati, incorporando fisica più realistica e vincoli migliori dalle osservazioni.

Le future direzioni di ricerca includono il miglioramento delle capacità di previsione dell'eruzione, una migliore comprensione dell'evoluzione a lungo termine dei sistemi supervolcanici, e la valutazione dei potenziali impatti delle future supererupzioni.

Conclusioni

I supervolcano rappresentano i più potenti sistemi vulcanici della Terra, capaci di produrre eruzioni che naniscono tutti gli eventi vulcanici storici. Le loro caratteristiche fisiche – dalle enormi camere di magma alle enormi caldere – riflettono i processi geologici straordinari che creano e sostengono questi sistemi.

Mentre le supererupzioni sono eventi estremamente rari, i loro impatti potenziali sono globali in scala. Le moderne reti di monitoraggio e la ricerca scientifica forniscono gli strumenti per rilevare segni di agitazione vulcanica e comprendere meglio questi sistemi complessi. Lo studio continuo dei supervolcanoes migliorerà la nostra capacità di prevedere l'attività futura e prepararsi a potenziali eruzioni, mentre anche l'approfondimento della nostra comprensione dell'interno dinamico della Terra e dei processi che modellano il nostro pianeta.

Programma di pericolosi per il vulcano ] Programma di pericolosi per il vulcano USGS e Programma globale di vulcanismo dell'istituzione dello smithsonian.