La vulcanospeleologia esplora cavità nate dal magma: tunnel di scorrimento lavico, cavità di frattura e grotte reogenetiche tra rischi reali, tecniche avanzate e aree di massima densità nel mondo
Torna al sommario dell’argomento ‘Vulcanospeleologia’
Vulcanospeleologia: una speleologia diversa da tutte le altre
La vulcanospeleologia è la disciplina che studia ed esplora le cavità sotterranee di origine vulcanica. Si distingue nettamente dalla speleologia classica, che lavora prevalentemente in ambienti carsici formati da rocce carbonatiche come calcari e dolomie. Le grotte vulcaniche, invece, nascono dalla lava stessa.
La differenza fondamentale riguarda il tempo geologico. Una grotta carsica impiega decine di migliaia di anni a formarsi. Una grotta vulcanica può esistere dopo poche settimane dall’eruzione. Questo rende la vulcanospeleologia unica: lo speleologo può trovarsi in un ambiente geologicamente giovanissimo, le cui pareti portano ancora i segni del fuoco.
Le grotte vulcaniche sono definite cavità singenetiche: si formano contemporaneamente alla roccia che le contiene, mentre la lava scorre ancora. Questo processo le rende fondamentalmente diverse da qualsiasi altra cavità naturale. La vulcanospeleologia richiede competenze specifiche, attrezzatura dedicata e un approccio alla sicurezza molto più cauto rispetto alla speleologia in ambienti carsici.
Tunnel di scorrimento lavico, cavità di frattura e grotte reogenetiche: le tre famiglie delle grotte vulcaniche
Le grotte vulcaniche si classificano in diverse tipologie principali. Le più diffuse e studiate sono tre.
Le cavità reogenetiche superficiali, meglio note come tunnel di scorrimento lavico, hanno uno sviluppo prevalentemente orizzontale, grosso modo parallelo alla superficie esterna della colata. Si formano perché la lava, uscendo dalle bocche eruttive, inizia subito a raffreddarsi in superficie. Si crea così una crosta solida che si ispessisce progressivamente, mentre all’interno il flusso lavico continua a scorrere a circa 1.000 °C. Quando l’eruzione termina e la lava drena verso il basso, rimane un condotto vuoto: il tunnel lavico è nato.
Le cavità di frattura si formano in corrispondenza delle fratture eruttive da cui la lava risale in superficie. Quando l’eruzione cessa e il magma defluisce rapidamente, la frattura rimane aperta. Queste cavità hanno sviluppo prevalentemente verticale, con profondità che possono raggiungere i 100 metri. Lungo le fratture si trovano spesso strutture chiamate hornitos, coni di scorie allineati che segnalano l’ingresso delle grotte. Sono le cavità più instabili di tutte.
Le grotte reogenetiche comprendono anche le blister caves, o cavità pneumatogenetiche: bolle di gas intrappolate nella lava solidificante che creano cavità emisferiche di dimensioni variabili. Esistono poi i condotti lavici e, in rari casi, camere magmatiche accessibili dopo lo svuotamento del serbatoio di magma. Non tutti i tunnel lavici all’interno di una colata diventano grotte: lo svuotamento avviene solo se la lava è ancora sufficientemente fluida e riesce a defluire in assenza della spinta eruttiva.
Dal magma alla grotta esplorabile: i tempi di formazione della speleologia vulcanica
Il tempo necessario affinché un tunnel di scorrimento lavico diventi esplorabile varia in modo significativo. La formazione della cavità in senso stretto può richiedere da pochi giorni a qualche mese. Ma il raffreddamento sufficiente per permettere l’ingresso in sicurezza è un’altra questione.
Nei tubi lavici del vulcano Tajogaite a La Palma, originati dall’eruzione del 2021, le prime esplorazioni hanno rivelato ambienti ancora caldi con temperature superiori ai 200 °C, e pezzi di carta che si accendevano al contatto con le pareti. A distanza di alcuni anni dall’eruzione, le gallerie principali erano accessibili solo parzialmente.
La finestra temporale reale per l’esplorazione sicura si colloca generalmente tra i 6 mesi e i 2 anni dalla fine dell’eruzione, con grandi variazioni legate alla dimensione della cavità, alla permeabilità della colata e alla morfologia del territorio. In alcune grotte vulcaniche di eruzioni antiche, come quelle etnee, l’esplorazione è possibile dopo decenni o secoli. Le grotte di formazione recente rappresentano un laboratorio unico ma imprevedibile.
Il caso di La Palma è emblematico: i droni hanno monitorato il percorso della lava durante l’eruzione stessa, consentendo agli speleologi di intervenire in tempi relativamente brevi per le prime incursioni. È un approccio sempre più diffuso nella vulcanospeleologia moderna.
I rischi invisibili nelle grotte vulcaniche: gas, instabilità e crolli
La vulcanospeleologia comporta pericoli specifici che non si trovano nella speleologia classica. Il primo e più insidioso è il rischio da gas vulcanici.
All’interno di grotte vulcaniche recenti si possono accumulare anidride carbonica (CO?), anidride solforosa (SO?) e idrogeno solforato (H?S). La CO? è più pesante dell’aria e tende a stazionare nelle zone basse della cavità, senza odore rilevabile a basse concentrazioni. L’H?S, al contrario, ha un odore riconoscibile a basse concentrazioni ma diventa inodore e letale ad alte concentrazioni, causando perdita di conoscenza e morte in pochi minuti.
Le atmosfere ricche di CO? e povere di ossigeno sono state rilevate anche nelle grotte glaciovulcaniche dell’Islanda, dove i sistemi del Kverkfjöll hanno richiesto speciali precauzioni respiratorie durante le esplorazioni del 2025.
Il secondo rischio riguarda l’instabilità strutturale. Le cavità di frattura sono classificate come estremamente instabili e pericolose, soprattutto in prossimità degli hornitos. Nelle grotte di scorrimento più recenti, la volta può presentare sezioni non consolidate. Un crollo può avvenire senza preavviso. Le grotte vulcaniche cambiano forma a ogni nuova eruzione e possono essere obliterate o modificate in modo radicale.
Il terzo pericolo è il calore residuo. Anche dove la temperatura è scesa sotto la soglia di ignizione, le pareti di una grotta lavica recente possono causare ustioni gravi al contatto diretto o per irraggiamento.
Strumenti e tecniche per esplorare in sicurezza le grotte laviche
La vulcanospeleologia richiede una dotazione specifica. Il rilevatore multigas è lo strumento fondamentale: misura simultaneamente CO?, SO? e H?S, con range di acquisizione adeguati agli ambienti vulcanici. Strumenti come il Dräger X-am 7000 vengono utilizzati nelle campagne di monitoraggio in aree vulcaniche attive, con sensori a infrarossi per CO? e CH? e celle elettrochimiche per H?S, SO? e O?.
L’accesso alle grotte vulcaniche di formazione recente viene sempre più spesso preparato con l’ausilio di droni. A Lanzarote, robot esploratori hanno testato strategie di mappatura autonoma in tubi lavici, percorrendo 235 metri di galleria con mappatura interna tridimensionale. Questa tecnologia è ora considerata una componente chiave dell’esplorazione speleologica in ambienti vulcanici ad alto rischio.
Il rilievo 3D con laser scanner è un’altra tecnica in espansione. Nel complesso Corona di Lanzarote, 28 giorni di lavoro e oltre 440 scansioni hanno permesso di mappare circa 5,5 km di condotti vulcanici con una risoluzione senza precedenti, includendo sezioni sommerse e livelli sovrapposti.
Per la progressione in grotta, la vulcanospeleologia si avvale delle stesse tecniche verticali della speleologia classica, con l’aggiunta di protezioni termiche, tute resistenti al calore residuo e maschere filtranti. In ambienti glaciovulcanici come quelli islandesi, si aggiunge la gestione di laghi bollenti, camini profondi e ghiaccio in continuo mutamento.
Dove si trovano le grotte vulcaniche: le aree a maggiore densità mondiale
Le grotte vulcaniche si concentrano nelle aree di maggiore attività effusiva del pianeta. L’Etna in Sicilia ospita oltre 200 grotte vulcaniche censite, rendendolo uno dei laboratori naturali più importanti per la speleologia vulcanica a livello mondiale. Le cavità etnee appartengono prevalentemente alle categorie reogenetiche e di frattura.
Le Isole Canarie rappresentano un altro polo fondamentale. Il lava tube Corona a Lanzarote si estende per circa 8 km ed è uno dei complessi vulcanici più grandi al mondo, con sezioni sia aeree che sommerse. Il Túnel de la Atlántida, anch’esso a Lanzarote, è il maggiore tubo vulcanico sommerso del pianeta: circa 2.000 metri di sviluppo e una profondità massima di 64 metri.
L’Islanda è un caso unico per la presenza di grotte glaciovulcaniche, formatesi all’interazione tra attività vulcanica e ghiacciai. Il sistema del Kverkfjöll, sul bordo settentrionale del Vatnajökull, è considerato uno dei più vasti e potenzialmente estesi del mondo per questa tipologia.
In Arabia Saudita, le harrat — campi di lava basaltica — ospitano sistemi di grotte vulcaniche ancora in gran parte inesplorati. Attorno a Jabal Al-Hil, nel campo di Harrat Kishb, sono state rilevate più di otto grotte laviche con uno sviluppo complessivo superiore a 1,3 km. Anche Hawaii e Giappone figurano tra le aree a maggiore densità, così come Bali: la grotta di Nagaloka, situata nel cratere del vulcano Gunung Lesung, potrebbe rivelarsi la grotta vulcanica più profonda del mondo se venisse confermata la sua profondità, superiore ai 190 metri dell’islandese Thrihnukagigur, attuale primato mondiale.
La vulcanospeleologia è quindi una disciplina in piena espansione, con nuovi fronti di ricerca in tutti i continenti e un crescente interesse anche da parte delle agenzie spaziali, che vedono nei tunnel lavici terrestri un modello per le future esplorazioni su Marte e sulla Luna.