Where the glacier meets the sky, the land ceases to be earthly, and the earth becomes one with the heavens; no sorrows live there anymore and therefore joy is not necessary; beauty alone reigns there, beyond all demoands."
Halldòr Laxness, World Light ,1937
Le grotte glaciali non sono tutte uguali. Nel panorama della speleologia praticata all'interno dei ghiacciai, esiste una particolare tipologia di vuoti collegati al complesso rapporto tra masse glaciali e attività vulcanica. Se le grotte endo e subglaciali 'normali' sono legate all'energia immessa nel sistema da aria e acqua, quelle di tipo glaciovulcanico, (anche note come FIC: Fumarolic Ice Cave) aggiungono all'equazione l'energia prodotta dall'attività vulcanica, magmatica o idrotermale. Il tutto rende estremamente complicato fare modelli evolutivi e morfodinamici per questo tipo di cavità che oltretutto sono attualmente estremamente rare sul pianeta. Nonostante gli edifici vulcanici attivi con copertura glaciale siano decisamente parecchi (circa 250), attualmente l'esplorazione e lo studio di questi fenomeni si limita ad una manciata di luoghi: Monte Erebus, Rittmann, Melburne e Berlin in Antartide; Cascade Range tra Stati Uniti e Canada (Monte Rainier, S.Helens, Meager, Hood), qualcosa sul Monte Mutnovskij, Ushakovsky e Klyuchevskaya Sopka, in Kamcatka nell'estremo est della Russia e per fortuna anche in Islanda. Proprio quest'isola meravigliosa è stata oggetto nel mese di luglio di pre-spedizione per verificare la situazione dal punto di vista glaciovulcanico e le potenzialità di diverse aree. Grazie al lavoro esplorativo svolto dagli anni '80 da Gerarld Favre, sappiamo bene che l'Islanda ospita alcune incredibili cavità glaciovulcaniche. La "Riviere chaude" e la "Riviere supérieur" sul fronte settentrionale dell'enorme ghiacciaio del Vatnajokull sono luoghi semplicemente leggendari sia per i loro caratteri morfologici che per le modalità con cui furono esplorate. La "Riviere supérieur" in particolare, con uno sviluppo nel 1986 di circa 2800 metri e un dislivello di circa 525 metri è qualcosa di unico. Le cavità glaciali sono però qualcosa di mutevole e quelle legate al vulcanismo non sono da meno. Vivono un equilibrio dinamico sottile e anche per loro purtroppo tra le variabili va inserito il cambiamento climatico che agisce anche in Islanda. Nel caso di questa grotta, una spedizione del 2004 rilevava come avesse perso oltre mezzo chilometro di sviluppo e più di cento metri di profondità. Se una grotta perde dimensioni, altre però ne possono comparire in altre zone del ghiacciaio. Proprio in questa prospettiva abbiamo deciso di verificare la situazione anche nella zona esplorata da Favre. Nelle tre settimane di spedizione i risultati sono stati decisamente buoni. L'Islanda ospita un mucchio di vulcani, buona parte attivi e parecchi sepolti sotto enormi ghiacciai e capaci anche di mostruose eruzione subglaciali. Sotto il Vatnajokull sono almeno quattro di edifici vulcanici attivi presenti. Alcuni sepolti sotto un chilometro di ghiaccio. Il Vatnajokull è qualcosa di difficile da descrivere per dimensioni e vastità: per comparazione si può prendere la Corsica e immaginarla tutta di ghiaccio. Ecco queste sono più o meno le dimensioni di questo ghiacciaio.
I nostri sforzi si sono concentrati nell'area settentrionale attorno alle due caldere del Kverkfjoll e nella zona del Dyngjujokull. La situazione rispetto agli anni delle esplorazioni svizzere è cambiata abbastanza. Alcune zone sono deglaciate, l'attività fumarolica sembra aver avuto un incremento negli ultimi anni o forse è più evidente per l'assottigliamento di una parte del ghiacciaio. In tutti i casi, anche l'analisi delle immagini satellitari degli ultimi dieci anni, mostra una situazione molto dinamica, con la comparsa ciclica di importanti laghi marginali e numerosi nuovi ice cauldron, grandi calderoni di ghiaccio legati all'attività idrotermale. Calderoni a volte enormi, che si presentano come veri e propri 'chimney' camini o pozzi glaciali da cui fuoriescono grandi nuvole di gas (fortunatamente vapore-dominante). Abbiamo provato a verificare lo stato della "Riviere supérieur" ma purtroppo la grotta posta sul margine di una lingua secondaria, sembra aver perso ulteriore sviluppo. Dei suoi 4 ingressi presenti nell'ultimo rilievo del 2004, nessuno appariva transitabile, mentre grandi seracchi e frammenti di galleria giacevano franati alla rinfusa attorno ad ampie zone geotermiche attive. Probabilmente la parte più profonda, ovvero almeno 1,7 chilometri, potrebbe ancora esistere, ma non è chiaro come raggiungerla. Nella zona più a monte, le nuove condizioni hanno invece fatto comparire gli ingressi di 'nuovi' sistemi. Abbiamo identificato numerosi imbocchi anche di grandi dimensioni, direttamente collegati ad importanti fenomeni geotermici, tra cui una grande 'risorgenza' probabilmente collegata ad alcuni calderoni glaciali che aspetta di essere esplorata. Il sistema di Hveradalur è sicuramente il più importante che abbiamo documentato si sviluppa per oltre 900 metri (di cui 750 rilevati). Attualmente presenta 4 ingressi, di cui uno rappresentato da un grandioso camino glaciale di circa 50 metri di profondità il cui fondo appare occupato in parte da un lago di acqua bollente e in parte da un grandissimo lago subglaciale che abbiamo raggiunto dall'interno e che una apertura sulla volta mette in comunicazione con l'esterno: lago Ganimede. Questa imponente struttura, per come si presenta oggi, testimonia una fase nel ciclo di vita di lago subglaciale posto sopra un punto geotermico. Il campo geotermico posto sul bedrock, fonde infatti una parte di ghiaccio creando una sacca d'acqua a forma di campana e allo stesso tempo innescando la depressione concava sulla superfice glaciale: la prima fase di un ice cauldron. Tutto il processo è regolato da una grande quantità di variabili: spessore del ghiaccio, suo movimento, flusso geotermico, struttura del bedrock ecc. ecc. Si tratta di un equilibro dinamico entro cui si possono produrre enormi laghi subglaciali anche a grandi profondità nel ghiaccio, ovviamente pieni di acqua e sotto pressione. Quando l'equilibrio si rompe, il lago trova il modo di fuoriuscire creando le condizione per un glof, un outburst di dimensioni a volte eccezionali che prende il nome di Jokulhlaups - Qualcosa che si traduce come Tsunami di ghiaccio. Le vie attraverso cui l'acqua irrompe possono essere sia grandi tunnel subglaciali che il momentaneo sollevamento di parte del ghiacciaio dal fondo. Ovviamente i vuoti di grandi dimensioni che si vengono a creare, sono rapidamente riassorbiti dalla massa glaciale appena il flusso cessa. il risultato sono grandi collassi o morfologie concave sulla superfice glaciale. Nel caso dei calderoni, quando i laghi sottostanti si svuotano, si assiste ad una loro ristrutturazione, sono forma di approfondimento. Se lo spessore del ghiaccio è limitato, inferiore ai cento metri circa rispetto al bedrock su cui poggiava il lago, la rigidità del ghiaccio sotto bassa pressione, può portare alla momentanea conservazione di alcune strutture e camere, che comunque sono destinate ad un rapido collasso. L'enorme lago che abbiamo raggiunto sembra rispondere a questa fase transitoria del processo. La camera all'apparenza circolare, presenta infatti un diametro di circa 70-80 metri su un altezza di circa 10-15, una cupola estremamente schiacciata completamente occupata da un grande lago immerso nei vapori geotermici. Le dimensioni di questa struttura non ne permettono la stabilità una volta svuotata e infatti come a ricordarcelo, dalla sponda frequenti crolli potevano essere uditi provenire ed echeggiare dalla nebbia. Tutto questo porta ad immaginare come il lago si trovasse in fase di svuotamento, mentre il limitato spessore del ghiaccio (circa 50 metri) rispetto alla superfice, porta ad immaginare come il calderone evolva verso un camino totalmente aperto alla cui base tornerà a formarsi in futuro un lago ma di tipo subaereo. Molto probabile che oltre il lago si trovino attualmente gallerie di grandi dimensioni in formazione. D'altro canto, già dall'ingresso principale la grotta ti fa capire che non stai entrando in un posto 'ordinario'. Il torrente che infatti inghiotte, nasce poche decine di metri a monte da una polla termale e presenta una temperatura di circa 95°C capace di riempire le prima centinaia di metri di grotta glaciale di fumi e vapori surreali. Anche all'interno delle grandi gallerie, altre piccole zone fumaroliche, permettono l'alternarsi di ambienti enormi a tratti di minori dimensioni, creando una incredibile quantità di morfologie legate ai flussi termici convettivi, tra cui giganteschi scallops. La grotta presenta attualmente due rami paralleli attivi che sembrano convergere e che presentano altrettante prosecuzioni. Le condizioni di respirabilità nelle grotte glaciovulcaniche non vanno mai date per scontate. Non è mai semplice immaginare di cosa sia composto il vapore che ti avvolge e se dietro quella curva ci sarà ancora abbastanza ossigeno. Per fortuna oltre ai sensi, anche i sensori aiutano parecchio e sempre per fortuna in questa grotta le condizioni non erano poi male. Una certa percentuale di CO2 ma non troppa da essere pericolosa e anche l'ossigeno mai sotto il 19%.
Non abbiamo potuto dire la stessa cosa per esempio quando siamo andati a rivedere la "Riviere chaude" esplorata dagli Svizzeri. Qui oltre a controllare che dal soffitto dell'enorme galleria non ti caschi in testa qualcosa, devi anche tenere d'occhio il multigas. A circa 150 metri dall'ingresso, il tenore di ossigeno infatti precipita rapidamente: in un attimo ti trovi avvolto dalle nebbie che neanche nella bassa Padana e scopri che quello che respiri non va bene. Per evitare sorprese ci siamo dovuti fermare al 17% di ossigeno e infatti gli svizzeri, oltre questa zona avevano usato gli apparati di respirazione autonoma per proseguire di alcune centinaia di metri immersi in un atmosfera con oltre il 10% di CO2.
Tutto il drenaggio del sistema glaciovulcanico di Hveradalur (con portata osservata >100 l/s ma che può sicuramente raggiungere portate molto più alte ed appare anche in relazione alla ciclica apparizione e sparizione di un grande lago geotermale-marginale che in alcuni anni occupa la parte meridionale della valle a contatto con il fronte glaciale) dovrebbe scorrere sotto una parte del Dygjujokull e quindi fare parte delle sorgenti tributarie del fiume Jokulsa a Fjollum, anche se per ora non è assolutamente chiaro in quale punto di questa enorme zona sorgentizia. La presenza molto probabile di ulteriori campi geotermali sotto il ghiacciaio del Dygjujokull, (testimonianti da alcuni calderoni, ma principalmente da frequenti glof, rende molto interessante approfondire questa via di drenaggio.
L'attività e le ricerche nelle grotte glaciovulcaniche è un qualcosa di decisamente affascinante e in buona parte ancora da inventare. Moltissimi sono i punti interrogativi sulle dinamiche che agiscono in questi luoghi e tantissime le linee di ricerca che possono essere avviate tanto dal punto di vista geochimico e speleogenetico, quanto da quello biologico. Ma ancora prima di entrare sono molte le soluzioni tecniche da immaginare anche solo per esplorarli. Già i grandi camini-calderoni sono per esempio una sfida tecnica dal punto di vista del materiale d'armo. Aprendosi su neve in via di trasformazione e firm e non su ghiaccio vivo, non permettono l'uso delle viti da ghiaccio e obbligano ad immaginare corpi morti anche di grandi dimensioni, il tutto senza sapere bene in quali condizioni di temperatura, atmosfera, visibilità e acqua ti troverai alla base del pozzo! Perplessità che già prima di partire ci aveva portato a fare abbondante umorismo sui nostri tentativi di finire "Bolliti in un pentolone di ghiaccio!"
Non solo maschere ma anche sistemi di respirazione autonoma sono per esempio materiali già di uso comune per esempio nelle esplorazioni sul Rainier per documentare i grandi laghi mortali di CO2 (ovviamente invisibili!). Insomma un gran bel gioco da tutti i punti di vista.
Come ho detto, allo stato attuale le grotte glaciovulcaniche note e documentate sono ancora poche nel mondo. Quella con il maggiore sviluppo e con la maggiore storia di studi morfodinamici, è il Sistema del Monte Rainier (USA) con uno sviluppo attuale di circa 3500 metri, a cui potrebbe seguire con meno di 2000 metri ciò che resta della 'Riviere Supérieur', forse una grotta sul monte Mutnovsky in Russia, di circa 1 chilometro (mancano conferme), le grotte Mothra e Rodans sul monte S. Helens, rispettivamente con 798 e 750 metri e la MC3 esplorata per circa 685 metri sul Monte Melbourne in Antartide. In questa prospettiva il nuovo sistema glaciovulcanico di Hveradalur, che abbiamo esplorato per oltre 900 metri si pone tra le principali cavità di questo tipo attualmente esistenti e crediamo abbia ancora parecchio da raccontare. Allo stesso tempo quello che più affascina di questo tipo di grotte è proprio la complessità del loro comportamento morfodinamico sospeso tra frammenti del sistema stabili e frammenti sempre mutevoli. Una complessità che obbliga a immaginare progetti di studio e monitoraggio complessi: capaci di raccogliere dati da tutti i molteplici parametri climatici coinvolti. Per esempio, differenza delle normali grotte glaciali che d'inverno vengono riassorbite dal ghiacciaio, quelle glaciovulcaniche appena le nevicate chiudono gli ingressi, vivono in splendido isolamento come bolle di vuoto capaci al contrario di crescere ed aumentare il proprio volume proprio in ragione dell'isolamento dall'esterno. Le fumarole interne non solo conservano meglio il calore capace di fondere il ghiaccio, ma sono capaci anche di mandare in sovrapressione l'ambiente interno. Il ciclo dei laghi sublglaciali e dei calderoni appare estremamente complesso e allo stesso ritma e definisce la struttura dei grandi drenaggi subglaciali. Una danza continua tra interno ed esterno, tra impulsi freddi e impulsi caldi, capace di scolpire e dare forma a luoghi incredibili. Luoghi dove ti muovi in punta di piedi, in un continente sconosciuto, sospeso tra stupore e meraviglia.
Partecipanti: Andrea Benassi (Acheloos Geo Exploring); Lorenzo Bordin (Gruppo Speleologico Lavis); Cristian Monticone alias Lazzaro (Gruppo Speleologico Piemontese CAI-UGET); Maria Trombini (Gruppo Speleologico Lavis)
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Uno degli ingressi del sistema di Hveradalur. Il torrente proveniente dalla polla presenta una temperatura di 95°C |
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Una delle gallerie attive nel sistema glaciovulcanico di Hveradalur. |
Bibliografia
Anderson, C. H., Behrens, C. J., Floyd, G. A., & Vining, M. R. (1998). Crater firn caves of Mount St. Helens, Washington. Journal of Caves and Karst Studies, 60, 44-50.
Badino, G., 2007. Caves of Sky: A Journey Into the Heart of Glaciers. Graffice Tintoretto (TV), Italy.
Baldursson, S., Guðnason, J., Hannesdóttir, H., & Þórðarson, Þ. (2018). Nomination of Vatnajökull National Park: Dynamic nature of fire and ice for inclusion in the World Heritage List.
Barr, I. D., Lynch, C. M., Mullan, D., De Siena, L., & Spagnolo, M. (2018). Volcanic impacts on modern glaciers: A global synthesis. Earth-Science Reviews, 182, 186-203.
Benn, D.I., Evans, D.J., 2010. Glaciers and Glaciation. Oxford University Press, New York.
Björnsson, H. (2016). The glaciers of Iceland: A historical, cultural and scientific overview.
Bishop, M. P., Björnsson, H., Haeberli, W., Oerlemans, J., Shroder, J. F., & Tranter, M. (2011). Encyclopedia of snow, ice and glaciers. Springer Science & Business Media.
Burr, D. M., Carling, P. A., & Baker, V. R. (Eds.). (2009). Megaflooding on Earth and Mars. Cambridge University Press.
Carroll, M., & Lopes, R. (2019). Antarctica: Earth's Own Ice World. Springer International Publishing.
Connell, L., & Staudigel, H. (2013). Fungal diversity in a dark oligotrophic volcanic ecosystem (DOVE) on Mount Erebus, Antarctica. Biology, 2(2), 798-809.
Cousins, C. R., & Crawford, I. A. (2011). Volcano-ice interaction as a microbial habitat on Earth and Mars. Astrobiology, 11(7), 695-710.
Cuffey, K. M., & Paterson, W. S. B. (2010). The physics of glaciers. Academic Press.
Curtis, A. (2015). Dynamics and global relevance of fumarolic ice caves on Erebus Volcano, Antarctica. New Mexico Institute of Mining and Technology.
Einarsson, B., Jóhannesson, T., Thorsteinsson, T., Gaidos, E., & Zwinger, T. (2017). Subglacial flood path development during a rapidly rising jökulhlaup from the western Skaftá cauldron, Vatnajökull, Iceland. Journal of Glaciology, 63(240), 670-682.
Favre G. (1985) – Kverkfjoll, rivieres géotermiques sous la glace, Islande. Spelunca, 17.
Gérald Favre (2022) UIS, La rivière « chaude » supérieure de Kverkfjöll (Vatnajökull, Islande) Le plus profond réseau sous glaciaire connu
Florea, L. J., Pflitsch, A., Cartaya, E., & Stenner, C. (2021). Microclimates in fumarole ice caves on volcanic edifices—Mount Rainier, Washington, USA. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 126(4)
Fraser, C. I., Connell, L., Lee, C. K., & Cary, S. C. (2018). Evidence of plant and animal communities at exposed and subglacial (cave) geothermal sites in Antarctica. Polar Biology, 41(3), 417-421.
Fraser, C. I., Terauds, A., Smellie, J., Convey, P., & Chown, S. L. (2014). Geothermal activity helps life survive glacial cycles. Proceedings of the National Academy of Sciences, 111(15), 5634-5639.
Giggenbach, W. F. (1976). Geothermal ice caves on Mt Erebus, Ross Island, Antarctica. New Zealand Journal of Geology and Geophysics, 19(3), 365-372.
Gaetano GIUDICE, Aaron CURTIS e Nial PETERS, Erebus Ice Caves Speleologia 72, 30-35 (2015)
Gudmundsson, M. T., Sigmundsson, F., Björnsson, H., & Högnadóttir, T. (2004). The 1996 eruption at Gjálp, Vatnajökull ice cap, Iceland: efficiency of heat transfer, ice deformation and subglacial water pressure. Bulletin of Volcanology, 66(1), 46-65.
Gunn, J. (2004). Encyclopedia of caves and karst science. Routledge.
Ilanko, T., Fischer, T. P., Kyle, P., Curtis, A., Lee, H., & Sano, Y. (2019). Modification of fumarolic gases by the ice-covered edifice of Erebus volcano, Antarctica. Journal of Volcanology and Geothermal Research, 381, 119-139.
Jakobsson, S. P., & Gudmundsson, M. T. (2008). Subglacial and intraglacial volcanic formations in Iceland. Jökull, 58(1), 179-196.
Jovanelly, T. J. (2020). Iceland: tectonics, volcanics, and glacial features. John Wiley & Sons.
Lyakhnitsky, Y. S., & Agapov, I. A. (2022). PSEUDOKARST FEATURES IN RUSSIA. PSEUDOKARST COMMISSION, 39.
Óladóttir, B. A., Larsen, G., & Sigmarsson, O. (2011). Holocene volcanic activity at Grímsvötn, Bárdarbunga and Kverkfjöll subglacial centres beneath Vatnajökull, Iceland. Bulletin of Volcanology, 73(9), 1187-1208.
Pulina, M., Rehak, J., & Schroeder, J. (2003). Les cavités glaciaires sous le regard spéléologique. Karstologia, 42(1), 23-36.
Reynolds, H. I., Gudmundsson, M. T., Högnadóttir, T., & Axelsson, G. (2019). Changes in geothermal activity at Bárdarbunga, Iceland, following the 2014–2015 caldera collapse, investigated using geothermal system modeling. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 124(8), 8187-8204.
Shelepin A.L. Vakhrushev B.A., Gunko A.A., Gusev A.S., Prokhorenko A.I., Samokhin G.V., Filippov A.G.,Tsurikhin E.A. ed. 2019. Atlas of caves of Russia. Russian Geographical Society, Russian Union of Speleologists, Moscow, 768 pp.
Sobolewski, L., Stenner, C., Hueser, C., Berghaus, T., Cartaya, E., & Pflitsch, A. (2022). ONGOING GENESIS OF A NOVEL GLACIOVOLCANIC CAVE SYSTEM IN THE CRATER OF MOUNT ST. HELENS, WASHINGTON, USA. Journal of Cave & Karst Studies, 84(2).
Sobolewski, L., Stenner, C., Hüser, C., Berghaus, T., Cartaya, E., & Pflitsch, A. (2020). Formation and evolution of newly formed glaciovolcanic caves in the crater of Mount St. Helens, Washington, USA. The Cryosphere Discussions, 2020, 1-31.
Sobolewski, L., Stenner, C., Williams-Jones, G., Anitori, R., Davis, R. E., & Pflitsch, A. (2022). Implications of the study of subglacial volcanism and glaciovolcanic cave systems. Bulletin of Volcanology, 84(3), 21.
Stenner, C., Pflitsch, A., Florea, L. J., Graham, K., & Cartaya, E. (2022). DEVELOPMENT AND PERSISTENCE OF HAZARDOUS ATMOSPHERES IN A GLACIOVOLCANIC CAVE SYSTEM--MOUNT RAINIER, WASHINGTON, USA. Journal of Cave & Karst Studies, 84(2).
Stenner, C., Florea, L. J., Pflitsch, A., Cartaya, E., & Riggs, D. A. (2023). MORPHODYNAMICS OF GLACIOVOLCANIC CAVES-MOUNT RAINIER, WASHINGTON, USA. Journal of Cave & Karst Studies, 85.
Unnsteinsson, T. (2022). Modelling glaciovolcanic caves and chimneys.
Ward, B., Williams-Jones, G., & Geertsema, M. (2020). Moving mountains: Landslides and Volcanoes in a Warming Cryosphere. The State of the Mountains Report, 3, 4-11.
White, W. B., & Culver, D. C. (Eds.). (2012). Encyclopedia of caves. Academic Press.
Liuzzo, M., Giudice, G., Giuffrida, A.C., 2018, Investigation of Ice-Caves on Melbourne and Rittman volcanoes, Antarctica [presentation]. European Geosciences Union General Assembly 2018, Vienna, Austria, 8−13 Apr. https://www.icevolc-project.com/presentations