Archivi giornalieri: 14 Gennaio 2016

Un possibile legame fra la variabilità del Sole e l’attività vulcanica

Autori: (Paolo Madonia, Francesco Parello, Dalila Pitarresi, Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia, Sez. di Palermo, Palermo, Italia,e altri)

Riassunto

La variabilità solare ha la capacità di controllare il clima globale, che a sua volta agisce come un trigger per l’attività vulcanica. In questa ricerca si è studiato la connessione Sole-Terra analizzando la distribuzione temporale delle eruzioni dei vulcani situati nell’emisfero nord, nel mar dei Caraibi e ad est del Mar Mediterraneo, con particolare attenzione ai vulcani italiani più attivi. L’analisi comparata tra le macchie solari e i cicli vulcanici suggerisce che le eruzioni vulcaniche sono più frequenti durante i minimi dell’attività solare, con circa 3 eruzioni su 4 che si verificano nei minimi relativi del ciclo di undici anni del Sole. La relazione tra il Sole e la variabilità del sistema vulcanico non è così evidente nel lungo termine (scala temporale centenaria), poiché la complessa analisi del meccanismo che collega l’eruzioni vulcaniche a l’attività solare non può prescindere da discriminanti geodinamiche, che svolgono un ruolo fondamentale nel guidare la migrazione del magma verso la superficie terrestre.

Vulcani 1Abbiamo preso in considerazione le date di insorgenza delle eruzioni e agitazioni vulcaniche in sei diverse aree, che si trovano tra una latitudine compresa tra 10° N e 40° N: Mar dei Caraibi, isole di Capo Verde, le isole Azzorre, Isole Canarie, Italia e Grecia (i vulcani del distretto sud-italiano : Vesuvio, Etna, Stromboli e isola vulcano). Nella valutazione del possibile accoppiamento fra i cicli solari e l’attività vulcanica l’approccio che abbiamo seguito è stato il modello a blocchi: abbiamo semplicemente confrontato i tempi di eruzione e il numero di macchie solari, alla ricerca di un qualsiasi legame possibile tra questi due. Nel fare questo ci siamo concentrati con particolare attenzione ai cicli vulcanici, vale a dire, un gruppo di almeno tre eruzioni consecutivi il cui tempo di insorgenza era nettamente superiore rispetto ai periodi adiacenti, compreso i periodi dalla prolungata assenza di attività vulcanica. Per una migliore evidenza abbiamo tracciato le eruzioni usando una curva cumulativa. I dati provenienti da vulcani situati nella stessa zona sono state raggruppati e presentati qui sotto, fatta eccezione per l’italia, dove per un dettaglio maggiore, abbiamo considerato ogni vulcano separatamente. Nessuna relazione sistematica fra l’attività vulcanica e cicli solari centenari può essere accertata.

Vulcani 2Vulcani 3Il passo successivo è stato quello di suddividere le eruzioni per le diverse classi di SSN, cioè, associando ad ogni data di esordio di eruzione il corrispondente SSN osservato sul Sole I risultati sono tracciati sul grafico a barre, nella figura seguente. La distribuzione delle eruzioni in relazione al SSN rileva che il 73% delle eruzioni si è verificato quando il numero di macchie solari era inferiore a 60, condizione in base al quale il Sole ha speso il 76% del suo tempo. La forte somiglianza delle due distribuzioni di frequenza suggerisce l’assenza di rapporti causa-effetto tra i due parametri, poiché la probabilità che si verifichi una eruzione durante le fasi basse del SSN è più elevata solo perché il sole trascorre la maggior parte del suo tempo in questa condizione.

Vulcani 4Successivamente, ciascun ciclo solare è stato suddiviso in due metà, utilizzando la mediana ampiezza di picco come una divisione tra la parte bassa e alta del ciclo; le eruzioni sono state poi classificate in base alla loro posizione all’interno del picco. Come evidenziato nella figura sotto riportata, le più alte frequenze di eruzioni sono state osservate durante minimi relativi del ciclo solare, in tutte le aree considerate. Le isole delle Canarie hanno evidenziato le differenze più ampie, con il 90,9% delle eruzioni che si sono verificati durante i picchi di metà più bassi, rispetto al 9,1% durante quelli più alti, mentre lo Stromboli ha le differenze più basse, rispettivamente 55,2% e 44,8%. In totale, il 71,9% delle eruzioni ha avuto luogo durante i minimi del ciclo di 11 anni e solo il 28,1% durante i massimi.
Vulcani 5Conclusioni
I sistemi vulcanici sono controllati da meccanismi complessi e l’analisi di correlazioni tra l’eruzioni e l’attività solare non può prescindere da discriminanti geodinamiche, che svolgono un ruolo fondamentale nel guidare la migrazione del magma verso la superficie terrestre. Nonostante le complicazioni indotte da fattori geodinamici, l’analisi comparata tra i cicli delle eruzioni e il SSN suggerisce che le eruzioni vulcaniche sono più frequenti durante i minimi del ciclo solare di 11 anni. Circa 3 eruzioni su 4 si sono verificate nella zona studiata (minimo). Questo risultato può essere interpretato come un indizio preliminare che la variabilità del clima della Terra, guidato dal ciclo del Sole, potrebbe agire come un possibile fattore scatenante dell’attività vulcanica. Tuttavia, dal momento che questo effetto è una mera forzatura esterna della soglia eruttiva energetica di un vulcano, un collegamento diretto tra le eruzioni e dei cicli del Sole deve essere esclusa. L’attività di sole non può risvegliare una dormiente volcano, ma potrebbe scatenare l’insorgenza di un’eruzione in un vulcano che è in fase indipendentemente e in condizioni pre-eruttive.

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