La macchina del tempo dell’Etna, 160 anni dentro i crateri

Oggi guardiamo l’Etna e vediamo quattro crateri: Voragine, Bocca Nuova, Cratere di Nord-Est e Cratere di Sud-Est., che nel corso degli anni crescono, si abbassano, cambiano forma. 

Ma non è sempre stato così. 

Nel 1865, quando l’Istituto Geografico Militare ne realizzò una carta topografica, la sommità del vulcano era dominata da un unico grande Cratere Centrale.

Da allora l’Etna ha cambiato faccia molte volte

E oggi, per la prima volta, è possibile seguire queste trasformazioni mettendo insieme dati raccolti in epoche e con strumenti completamente diversi: dalla cartografia dell’Ottocento alle fotografie aeree, dalle immagini satellitari fino ai rilievi ad alta risoluzione realizzati con i droni.

È la “macchina del tempo” costruita dai ricercatori dell’INGV e del GeoVires Lab dell’Università degli Studi di Milano-Bicocca. 

Un viaggio nel tempo grazie alla fotogrammetria che ricostruisce la forma del vulcano in circa 160 anni.

Lo studio 160 Years of Etna summit craters through a photogrammetry-based time machine, pubblicato sull’International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation, ricostruisce l’evoluzione morfologica della sommità dell’Etna dal 1865 al 2024.

Il lavoro ha messo insieme e confrontato 14 dataset

Il più vecchio è la carta dell’IGM del 1865. Gli altri arrivano da fotografie aeree, satelliti e droni e hanno caratteristiche e livelli di precisione molto diversi.

Ed è proprio qui che sta una parte importante della ricerca. 

Non basta sovrapporre una carta antica a un modello digitale moderno per dire che la montagna è cambiata. 

Bisogna prima capire quanto siano affidabili i dati e quanto delle differenze osservate dipenda invece dal modo in cui sono stati raccolti.

I ricercatori hanno quindi sviluppato una procedura di co-registrazione, validazione e propagazione statistica degli errori, riportando tutti i dati nello stesso sistema di riferimento e quantificando le incertezze delle diverse fonti.

"Questo ci ha permesso di costruire una vera e propria macchina del tempo topografica con cui osservare quantitativamente come è cambiata la sommità dell’Etna", spiega Cristina Proietti, tecnologa dell’INGV e prima autrice dello studio.

Il risultato è una storia molto più dettagliata di quella che potrebbe raccontare una semplice successione di fotografie.

Quattro crateri, quattro evoluzioni

Nel corso di questi 160 anni la sommità dell’Etna è passata da una configurazione prevalentemente monocentrica a quella attuale, con quattro crateri attivi: Voragine, Bocca Nuova, Cratere di Nord-Est e Cratere di Sud-Est.

Ma i quattro non si sono comportati allo stesso modo.

La Voragine ha avuto una recente crescita costruttiva. La Bocca Nuova e il Cratere di Nord-Est hanno attraversato invece fasi di riempimento seguite da subsidenza, cioè dall’abbassamento del fondo. Il Cratere di Sud-Est ha avuto una crescita particolarmente marcata e, contemporaneamente, si è progressivamente allargato verso est.

Sono differenze che aiutano a leggere anche la struttura del vulcano.

"La prospettiva di lungo periodo mostra che i quattro crateri, pur appartenendo allo stesso sistema sommitale, hanno seguito evoluzioni morfologiche differenti", spiega Emanuela De Beni, ricercatrice dell’INGV e co-autrice dello studio.

Le diverse evoluzioni sono coerenti con il complesso assetto strutturale dell’Etna e, in particolare, con l’influenza delle zone di rift di Nord-Est e Sud. 

La crescita verso est del Cratere di Sud-Est si collega inoltre alla deformazione verso mare del fianco orientale del vulcano, già documentata dagli studi geologici e geodetici.

La storia prima dei satelliti

Il metodo usato, che mette insieme dati vecchi e nuovi raccolti con strumenti molto diversi tra loro, può essere utilizzato anche per altri vulcani attivi. La combinazione di cartografia storica, fotogrammetria e telerilevamento permette infatti di ricostruire l’evoluzione morfologica di un vulcano anche quando non esistono serie strumentali moderne sufficientemente lunghe.

E la stessa ricostruzione ha trovato anche un'altra applicazione.

I modelli digitali utilizzati per studiare l’evoluzione dei crateri sono stati trasformati in modelli 3D stampati, che possono essere esplorati con il tatto da persone non vedenti. 

Una parte del lavoro scientifico diventa così anche uno strumento per raccontare la morfologia dell’Etna e i suoi cambiamenti a chi non può osservarli attraverso le immagini.