L’intelligenza artificiale svela i segreti degli abissi: individuate 73 strutture vulcaniche sommerse mai documentate prima
L’oceano continua a rappresentare una delle ultime grandi frontiere inesplorate del pianeta, un territorio dove vaste aree del fondale restano ancora sconosciute nonostante i progressi della ricerca scientifica. Proprio da questa immensa porzione nascosta della Terra arriva una scoperta destinata ad ampliare la conoscenza della geologia marina: un gruppo di ricercatori guidato dal vulcanologo Andrea Verolino dell’Università Paris-Saclay ha identificato 73 possibili caldere vulcaniche sottomarine finora sconosciute, sfruttando un sistema di intelligenza artificiale originariamente sviluppato per individuare i crateri da impatto presenti sulla superficie di Marte.
Lo studio, pubblicato sulla rivista scientifica Nature Communications Earth & Environment, dimostra come gli strumenti di analisi automatizzata possano rivoluzionare l’esplorazione degli oceani senza la necessità di costose spedizioni sottomarine, aprendo nuove prospettive nello studio del vulcanismo nascosto sotto migliaia di metri d’acqua e nella valutazione dei potenziali rischi geologici associati.
Perché questa scoperta rappresenta un importante passo avanti nello studio degli oceani?
A differenza delle tradizionali campagne oceanografiche, che richiedono sommergibili, robot subacquei e lunghi rilievi sul campo, questa ricerca si basa sull’analisi di mappe batimetriche, ovvero rappresentazioni tridimensionali della morfologia del fondale marino. Attraverso queste immagini digitali, gli studiosi hanno adattato un algoritmo di riconoscimento automatico delle forme che in passato era stato addestrato per identificare i crateri provocati dagli impatti meteorici sul pianeta Marte.
Il principio è relativamente semplice ma estremamente efficace: il software è in grado di riconoscere depressioni circolari compatibili con la geometria tipica delle caldere vulcaniche, distinguendole da altre irregolarità del terreno oceanico. Si tratta di strutture particolarmente difficili da individuare, poiché spesso si trovano a grandi profondità e risultano parzialmente coperte da sedimenti accumulati nel corso di migliaia o milioni di anni.
L’approccio dimostra come le tecnologie sviluppate per l’esplorazione spaziale possano trovare applicazioni concrete anche nello studio del nostro pianeta, trasformando enormi quantità di dati geologici in nuove conoscenze scientifiche.
Che cosa sono le caldere vulcaniche sottomarine?
Le caldere vulcaniche sono grandi depressioni circolari che si formano quando un vulcano svuota parzialmente la propria camera magmatica durante un’eruzione o una fase di intensa attività. Venendo meno il sostegno del magma sottostante, la parte superiore dell’edificio vulcanico collassa, creando un’ampia cavità che può raggiungere diversi chilometri di diametro.
Sotto gli oceani questi fenomeni risultano ancora più complessi da osservare rispetto ai vulcani terrestri. Alcune caldere appartengono infatti a sistemi ormai completamente estinti, mentre altre potrebbero essere collegate a vulcani ancora attivi o potenzialmente in grado di riattivarsi in futuro. Per questo motivo la loro individuazione non ha soltanto un valore cartografico, ma assume anche un’importanza strategica per comprendere meglio la dinamica geologica del pianeta e migliorare la capacità di monitorare eventuali fenomeni eruttivi sottomarini.
L’interesse verso questo settore della ricerca è cresciuto sensibilmente dopo la spettacolare eruzione del vulcano Hunga Tonga-Hunga Haʻapai del 2022, che ha dimostrato come un evento vulcanico sottomarino possa produrre effetti su scala globale, generando tsunami, onde atmosferiche e importanti alterazioni climatiche temporanee.
Come è stato possibile individuare decine di nuove strutture nascoste?
Il percorso che ha portato alla scoperta non è stato immediato. Durante la prima fase di elaborazione, l’algoritmo ha individuato ben 87.435 possibili formazioni circolari, un numero enorme che comprendeva inevitabilmente migliaia di falsi positivi.
Successivamente i ricercatori hanno applicato una lunga serie di filtri geologici e morfologici, eliminando progressivamente le strutture incompatibili con una reale origine vulcanica. A questo processo automatizzato è seguita una verifica manuale dei candidati più promettenti, fino a restringere l’elenco a 78 possibili caldere sottomarine.
Tra queste, cinque erano già note alla comunità scientifica, un elemento che rappresenta una significativa conferma dell’affidabilità del metodo utilizzato. Le restanti 73 strutture costituiscono invece nuove possibili identificazioni che dovranno essere confermate attraverso future campagne di osservazione diretta e rilievi ad alta risoluzione.
Il risultato appare particolarmente significativo se si considera che, prima di questa ricerca, erano state descritte meno di 30 caldere vulcaniche sottomarine in tutto il mondo. Qualora le nuove identificazioni venissero confermate, il numero complessivo di questi sistemi aumenterebbe in maniera considerevole, modificando l’attuale conoscenza della geologia degli abissi.
Dove si trovano le nuove caldere individuate dall’intelligenza artificiale?
L’analisi della distribuzione geografica delle strutture offre indicazioni preziose sulla presenza del vulcanismo nascosto sotto gli oceani. Delle nuove caldere individuate, otto risultano localizzate lungo le dorsali oceaniche, nove si trovano in corrispondenza degli archi vulcanici, mentre ben 61 sono state individuate all’interno delle placche tettoniche, spesso associate a catene di montagne sottomarine.
Quest’ultimo dato rappresenta uno degli aspetti più interessanti dello studio. Tradizionalmente, infatti, gran parte dell’attenzione scientifica si concentra lungo i margini delle placche tettoniche, dove l’attività geologica è generalmente più intensa. La presenza di un numero così elevato di possibili caldere nelle regioni interne suggerisce invece che molti sistemi vulcanici possano essere rimasti inosservati semplicemente perché situati in aree considerate meno prioritarie per le esplorazioni.
Questa nuova distribuzione potrebbe quindi modificare le strategie future della ricerca oceanografica, indirizzando le campagne di monitoraggio verso zone finora poco investigate.
Quali implicazioni può avere questa scoperta per la sicurezza e la ricerca scientifica?
Gli stessi autori dello studio sottolineano che la presenza di una caldera non implica automaticamente l’esistenza di un vulcano attivo. Molte delle strutture individuate potrebbero infatti rappresentare soltanto antiche cicatrici geologiche prive di qualsiasi attività residua.
Tuttavia, conoscere con precisione la loro posizione costituisce un passaggio fondamentale per pianificare future missioni scientifiche e stabilire quali aree meritino un monitoraggio più approfondito. I ricercatori hanno già individuato sette candidati prioritari, selezionati in base alla loro forma, profondità e collocazione geologica, che potrebbero fornire informazioni decisive sulla presenza di sistemi magmatici ancora attivi.
Secondo gli autori, il nuovo database contribuisce a colmare un’importante lacuna osservativa nella conoscenza del vulcanismo sottomarino, offrendo inoltre un modello di analisi riproducibile, aggiornabile e scalabile che potrà essere ulteriormente migliorato grazie a mappe batimetriche sempre più dettagliate e all’evoluzione degli strumenti di intelligenza artificiale.
L’aspetto forse più significativo della ricerca riguarda proprio il metodo impiegato. Più che limitarsi a individuare nuove strutture, lo studio dimostra come l’integrazione tra big data, cartografia digitale e algoritmi avanzati possa accelerare enormemente l’esplorazione delle profondità oceaniche, un ambiente che, ancora oggi, rimane meno conosciuto della superficie della Luna o di Marte.
Resta ora una domanda destinata a guidare le prossime campagne scientifiche: quante delle strutture appena individuate rappresentano semplici testimonianze di un remoto passato geologico e quante, invece, potrebbero essere ancora collegate a sistemi vulcanici capaci di riattivarsi? La risposta richiederà anni di osservazioni dirette, ma questa ricerca segna già un importante punto di svolta nella comprensione dei processi che modellano gli abissi del nostro pianeta.