Crateri sommitali del Monte Etna in eruzione (21 agosto 2025). Credits immagine: Heidi Garcia
Un nuovo studio pubblicato sul Journal of Geophysical Research da ricercatori dell’Università di Losanna e dell’INGV di Catania propone che l’Etna appartenga a una quarta categoria vulcanica poco conosciuta, i cosiddetti vulcani “petit-spot”, alimentati da sacche di magma preesistenti nella Low Velocity Zone del mantello superiore a circa 80 km di profondità e trasportate in superficie dalle fratture generate dalla flessione della placca africana in subduzione.
Il Monte Etna svetta sulla costa orientale della Sicilia a oltre 3.000 metri sul livello del mare ed è il vulcano più attivo d’Europa, con eruzioni che si verificano più volte l’anno. La sua storia documentata risale al 1500 a.C., e ciò lo rende uno dei sistemi vulcanici con la più lunga sequenza di osservazioni umane nel mondo. Nonostante secoli di testimonianze storiche e decenni di monitoraggio strumentale da parte dell’Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (INGV) con sede a Catania, l’origine geologica dell’Etna ha rappresentato a lungo una lacuna incompresa nel panorama della vulcanologia globale.
Nessuno dei modelli genetici classici per la formazione dei vulcani riesce a spiegare in modo coerente tutti i dati osservativi disponibili sull’Etna. Questa situazione anomala aveva già attirato l’attenzione della comunità scientifica, ma fino ad oggi mancava un quadro interpretativo capace di integrare la posizione tettonica, la composizione chimica delle lave e la frequenza delle eruzioni in un unico meccanismo plausibile. Uno studio pubblicato nel 2026 sul Journal of Geophysical Research – Solid Earth da Sébastien Pilet, professore alla Facoltà di Geoscienze e Ambiente dell’Università di Losanna, insieme a J. Reymond, L. Rochat, Anna Rosa Corsaro (INGV Catania), M. Chiaradia, L. Caricchi e O. Müntener, avanza ora una proposta che potrebbe ridefinire la classificazione dell’Etna nella geologia planetaria.
Per comprendere perché l’Etna rappresenti un caso a sé, è necessario richiamare i meccanismi standard attraverso cui la litosfera terrestre produce attività vulcanica. In linea generale, un vulcano nasce quando una porzione del mantello terrestre raggiunge il punto di fusione, genera magma e questo risale verso la superficie, solidificandosi nel processo. Le condizioni che innescano questa fusione variano a seconda del contesto tettonico, e si riconoscono tradizionalmente tre categorie principali.
La prima comprende i vulcani associati alle dorsali oceaniche, le catene montuose sottomarine lungo cui due placche si separano. La decompressione del mantello astenosperico che risale attraverso queste fratture è sufficiente ad abbassare il punto di fusione dei minerali, generando magma basaltico che alimenta il fondo oceanico in espansione. La seconda categoria riguarda le zone di subduzione, dove una placca oceanica scende al di sotto di un’altra placca, trascinando con sé acqua e minerali idratati. L’acqua rilasciata nel mantello circostante abbassa il punto di fusione dei peridotiti, producendo magmi ricchi di volatili che alimentano i vulcani d’arco, spesso a comportamento esplosivo, come il Fuji in Giappone o il Vesuvio nell’area campana. La terza categoria, infine, comprende i vulcani da hotspot, strutture formate dove una colonna di mantello insolitamente calda (plume) risale in modo relativamente stazionario attraverso la litosfera, indipendentemente dai confini di placca. Esempi paradigmatici sono le Hawaii o La Réunion.
L’Etna non rientra in nessuna di queste tre categorie. Si trova in prossimità di una zona di subduzione, quella dove la placca africana scende al di sotto della placca eurasiatica nel Mediterraneo centrale, ma la sua composizione chimica non corrisponde ai magmi d’arco tipici di quell’ambiente. Le sue lave alcaline ricche di volatili assomigliano piuttosto a quelle dei vulcani da hotspot oceanici, ma nelle vicinanze non è stato individuato alcun hotspot. Il Monte Etna ha resistito per decenni a qualsiasi catalogazione coerente.
La chiave interpretativa proposta dallo studio dell’Università di Losanna ruota attorno a una struttura del mantello superiore nota come Low Velocity Zone (LVZ), o zona a bassa velocità sismica. Questa regione, compresa approssimativamente tra 80 e 300 km di profondità, è caratterizzata da velocità insolitamente ridotte delle onde sismiche di taglio rispetto alle zone circostanti, ed è associata a elevata conducibilità elettrica e bassa viscosità. La LVZ coincide in larga misura con l’astenosfera, lo strato del mantello superiore che consente lo scivolamento delle placche litosferiche.
L’interpretazione delle anomalie sismiche nella LVZ è stata a lungo dibattuta. Studi sperimentali pubblicati su Nature e Science Advances hanno mostrato che frazioni di fusione parziale molto ridotte, nell’ordine dello 0,2%, sono sufficienti a spiegare le riduzioni di velocità osservate. In altri termini, nella LVZ potrebbero esistere sacche di magma parzialmente fuso già presenti prima che qualsiasi evento tettonico le mobiliti verso la superficie. Questa idea era stata proposta per la prima volta negli anni Sessanta, ma era rimasta a lungo priva di conferme dirette derivanti dall’osservazione di vulcani attivi.
Lo studio di Pilet e colleghi suggerisce che l’Etna sia alimentato proprio da queste sacche di magma preesistenti nella LVZ, a circa 80 km di profondità. Il magma non si genererebbe quindi come risposta diretta a un processo di fusione innescato da una variazione di temperatura o pressione locale, come avviene nei tre modelli classici, ma sarebbe già presente nel mantello superiore, in attesa di un meccanismo che ne faciliti la risalita verso la superficie.
Se il magma è già presente nella LVZ, il problema da risolvere è capire come faccia a risalire attraverso oltre 80 km di litosfera solida fino a raggiungere la superficie siciliana. Lo studio propone un meccanismo legato alla dinamica della collisione tra la placca africana e quella eurasiatica, il processo tettonico dominante nell’area del Mediterraneo centrale.
Quando una placca oceanica si avvicina a una zona di subduzione, non si immerge immediatamente in modo verticale: prima di scendere subisce una flessione, un piegamento progressivo che genera fratture nella sua parte superiore. Queste fratture si aprono perpendicolarmente all’asse di piegamento, formando una rete di condotti attraverso cui il magma presente nella LVZ può risalire per gradiente di pressione. Il processo è paragonabile alla compressione di una spugna imbevuta di liquido: la deformazione meccanica della placca espelle il materiale fuso verso l’alto attraverso le discontinuità create dalla flessione.
Secondo il modello proposto, i movimenti tettonici complessi derivanti dalla collisione afro-eurasiatica creano condizioni di stress variabili nella placca litosferica sottostante la Sicilia, aprendo e richiudendo periodicamente questi canali di risalita. Questo spiegherebbe sia l’elevata frequenza delle eruzioni etnee, sia le variazioni nel volume di materiale eruttato nel tempo, senza necessità di ipotizzare variazioni nella temperatura del mantello o nella composizione della sorgente magmatica.
Il collegamento proposto dallo studio con una categoria vulcanica specifica, quella dei vulcani “petit-spot”, è forse l’elemento più inatteso della ricerca. Questi sistemi erano stati descritti per la prima volta nel 2006 da un gruppo di geologi giapponesi guidati da Naoto Hirano dell’Università di Tohoku, che li aveva individuati sul fondo del Pacifico nordoccidentale, nei pressi della Fossa del Giappone.
I petit-spot sono piccoli vulcani sottomarini monogenetici, tipicamente con diametri inferiori a 2 km e altezze di qualche centinaio di metri, localizzati nelle zone di flessione della placca pacifica prima della sua subduzione. Le analisi geochimiche delle loro lave hanno dimostrato che il magma proviene direttamente dall’astenosfera, confermando l’esistenza di fusi parziali nella LVZ. Ricerche successive hanno individuato campi di petit-spot anche sulla fossa delle Tonga, sulle pendici della Fossa del Cile e nella Fossa della Sonda, suggerendo che questo tipo di vulcanismo sia un processo diffuso nelle zone di outer rise delle placche in subduzione.
Ciò che rende i petit-spot rilevanti per la ricerca sull’Etna è la coincidenza tra il meccanismo genetico (magma preesistente nella LVZ, mobilizzato da fratture da flessione della placca) e le caratteristiche geochimiche delle lave (composizione alcalina, bassi contenuti di TiO₂ ad alti rapporti K₂O/Na₂O). L’Etna, secondo lo studio, condivide la firma geochimica dei petit-spot, pur presentandosi come un gigante stratigrafico con oltre 500.000 anni di attività e 3.000 metri di quota, dimensioni che non hanno precedenti in questa categoria vulcanica.
La base empirica dello studio è una ricostruzione sistematica dell’evoluzione chimica dei magmi etnei dalla formazione del vulcano, circa 500.000 anni fa, fino alle eruzioni recenti. I ricercatori hanno analizzato campioni di lava rappresentativi delle diverse fasi evolutive del vulcano, correggendo le composizioni osservate per eliminare l’effetto della differenziazione magmatica (fratturazione, cristallizzazione frazionata), per ricavare la composizione del fuso primario in equilibrio con il mantello.
Il risultato più significativo è la stabilità composizionale: le lave etnee, pur variando in volume e stile eruttivo nel corso delle epoche, mostrano una gamma ristretta di composizioni primarie stimate, con contenuti di SiO₂ compresi tra circa 45,8 e 48% in peso e alcali totali tra circa 2,8 e 4,2%. Questa coerenza si mantiene anche attraverso le transizioni tettoniche che hanno caratterizzato la storia geologica della Sicilia orientale, un’area soggetta a intensa deformazione da strike-slip e inversioni tettoniche documentate da studi geofisici offshore pubblicati su Scientific Reports.
La stabilità composizionale è incompatibile con i modelli che prevedono una generazione del magma per fusione parziale episodica del mantello litosferico o astenosferico, perché questi processi producono composizioni variabili al variare delle condizioni di pressione, temperatura e percentuale di fusione. Una sorgente preesistente nella LVZ, già a composizione fissa, è invece compatibile con la stabilità osservata. Le variazioni nel volume eruttato sarebbero invece attribuite alle variazioni nell’apertura delle fratture di risalita in risposta ai cambiamenti del regime tettonico, non a variazioni intrinseche della sorgente.
Un ulteriore elemento di confronto riguarda la differenza tra le lave dell’Etna e quelle dei vulcani da oceanic island basalt (OIB) tipici degli hotspot. Le lave etnee mostrano contenuti di SiO₂ significativamente più alti rispetto alle basaniti o nefeliniti presenti nei vulcani intraplacca, dove i bassi tenori di silice indicano condizioni di fusione a grande profondità con alto contenuto di CO₂ nella sorgente. La composizione etnea è invece compatibile con la fusione vicino al solidus di peridotiti a spinello e granato, coerente con una sorgente alla base della litosfera o nella parte superiore dell’astenosfera.
Al di là della classificazione accademica, il cambiamento di paradigma proposto dallo studio ha ricadute pratiche sulla valutazione del rischio vulcanico in un territorio densamente abitato. L’Etna è circondato da una rete urbana estesa, con Catania a poche decine di chilometri dal cratere sommitale, e le eruzioni laterali attraverso fratture sui fianchi del vulcano rappresentano il principale scenario di rischio per le aree abitate.
Se il volume di magma che raggiunge la superficie è controllato primariamente dall’apertura e dalla chiusura di fratture tettoniche profonde, legate ai movimenti della placca africana, questo implica che i modelli di previsione dell’attività eruttiva debbano integrare dati geofisici sulla deformazione litosfericaprofonda. La velocità di apertura delle fratture da flessione, le variazioni del campo di stress tettonico regionale e la geometria delle zone di subduzione diventerebbero parametri rilevanti per comprendere le fluttuazioni a lungo termine dell’attività etnea.
I ricercatori dell’INGV di Catania, che collaborano già allo studio, sono nella posizione migliore per integrare queste prospettive nei modelli operativi di monitoraggio. Il vulcano è dotato di una delle reti di sensori più dense al mondo, con stazioni sismiche, GPS, inclinometri e spettrometri per il monitoraggio dei gas, ma l’interpretazione di questi segnali beneficia di un quadro genetico più preciso che descriva come il magma si muove a profondità prima di entrare nel sistema crustale superficiale.
Lo studio ha un valore che va oltre la comprensione del singolo vulcano. Se l’Etna, con le sue dimensioni e la sua storia eruttiva, può essere interpretato come un petit-spot terrestre di grande scala, questo apre la possibilità che altri vulcani attualmente orfani di una spiegazione genetica coerente condividano un meccanismo simile. La flessione litosfericae in zone di outer rise è un processo globale, presente in tutte le aree di subduzione attiva, e la presenza di fusi parziali nella LVZ sembra essere una condizione diffusa a livello planetario secondo le evidenze sismologiche disponibili.
La particolarità dell’Etna sarebbe quindi quella di rappresentare il primo caso documentato in cui questo meccanismo, finora associato esclusivamente a piccoli edifici sottomarini di poche centinaia di metri, ha dato origine a un grande stratovulcano emerso, attivo per mezzo milione di anni. Lo studio apre così un filone di ricerca che potrebbe portare all’identificazione di altri sistemi analoghi in contesti geologici diversi, ridisegnando potenzialmente la distribuzione globale delle categorie vulcaniche.
La sfida immediata per la comunità scientifica è verificare o falsificare il modello attraverso ulteriori analisi geochimiche, studi tomografici ad alta risoluzione del mantello sotto la Sicilia e modellizzazioni numeriche della dinamica di risalita del magma attraverso fratture da flessione litosfericain un contesto continentale. Il titolo dello studio originale, “Mount Etna as a leaking pipe of magmas from the low velocity zone”, sintetizza con precisione la proposta: l’Etna come condotto che perde, un sistema in cui il magma preesistente nel mantello superiore trova periodicamente la strada verso la superficie attraverso le fratture che la tettonica regionale apre e richiude nella crosta siciliana.