L'eruzione del vulcano Samalas, facente parte del complesso vulcanico del Monte Rinjani (sull'isola indonesiana di Lombok), del 1257, fu una delle eruzioni più violente avvenute durante l'Olocene, con un indice di esplosività vulcanica stimato essere pari a 7. Si trattò quindi di un evento di tipo ultra-pliniano: generò colonne eruttive alte decine di chilometri e flussi piroclastici che ricoprirono gran parte dell'isola e addirittura attraversarono il tratto di mare che separa Lombok dalla vicina isola di Sumbawa. I flussi distrussero un gran numero di insediamenti umani, inclusa la città di Pamatan, che era la capitale di un regno su Lombok. La cenere dell'eruzione arrivò fino a Giava a 340 km di distanza; il vulcano depositò più di 10 chilometri cubi di rocce e cenere.

La testimonianza dell'eruzione fu registrata sul Babad Lombok, un documento scritto su foglie di palma. In seguito all'esplosione si formò una grande caldera, che contiene il lago Segara Anak. L'attività vulcanica successiva ha poi creato nuovi centri vulcanici all'interno della caldera, incluso il cono Barujari, che rimane attivo. Gli aerosol iniettati nell'atmosfera ridussero la radiazione solare che raggiungeva la superficie terrestre, raffreddando l'atmosfera per diversi anni e portando a carestie e cattivi raccolti in Europa e altrove, sebbene l'esatta portata delle anomalie di temperatura e delle loro conseguenze sia ancora fonte di dibattito. L'eruzione potrebbe aver contribuito ad innescare la piccola era glaciale, un periodo di temperature più basse della media durato alcuni secoli. Prima che il sito dell'eruzione fosse noto, un esame delle carote di ghiaccio in tutto il mondo aveva trovato un picco nella deposizione di solfati intorno al 1257, fornendo una forte evidenza di una grande eruzione vulcanica avvenuta da qualche parte nel mondo. Nel 2013, gli scienziati trovarono il collegamento tra i documenti storici sul Monte Samalas e questi picchi.

Geologia Informazioni generali Il Samalas (noto anche come ) faceva parte di quello che oggi è il complesso vulcanico del Rinjani sull'isola di Lombok, in Indonesia. I resti del vulcano formano la caldera di Segara Anak, con il monte Rinjani sul suo margine orientale. Dopo la distruzione del Samalas, nella caldera si sono formati due nuovi vulcani, Rombongan e Barujari. Anche il monte Rinjani è vulcanicamente attivo, con un proprio cratere, Segara Muncar. Altri vulcani nella regione si trovano sull'isola di Bali a ovest: si tratta di Agung, Batur e Bratan.

Lombok è una delle Piccole Isole della Sonda all'interno dell'arco vulcanico della Sonda in Indonesia, una zona di subduzione dove la placca australiana subduce al di sotto della placca eurasiatica. I magmi che alimentano il monte Samalas e il monte Rinjani sono probabilmente derivati da rocce composte da peridotite poste sotto Lombok. Prima dell'eruzione, il monte Samalas poteva essere alto circa 4200 ± 100 metri, sulla base di ricostruzioni che estrapolano a partire dai pendii inferiori superstiti; la sua altezza attuale è inferiore a quella del vicino monte Rinjani, che raggiunge i 3726 metri.

Le più antiche formazioni geologiche di Lombok risalgono all'Oligocene-Miocene, affioranti nelle parti meridionali dell'isola. Il Samalas fu edificato dall'attività vulcanica prima di 12.000 anni fa. Rinjani si formò tra il 11.940 ± 40 e il 2.550 ± 50 BP, con un'eruzione avvenuta tra il 5.990 ± 50 e il 2.550 ± 50 BP che formò la pomice di Propok avente un volume equivalente di roccia densa pari a 0.1 chilometri cubi. La pomice di Rinjani, con un volume equivalente di roccia densa di 0.3 chilometri cubi, potrebbe essere stata depositata da un'eruzione sia del Rinjani che del Samalas, ed è datata al 2.550 ± 50 BP, alla fine dell'intervallo di tempo durante il quale si formò Rinjani. I depositi di questa eruzione raggiunsero uno spessore di 6 centimetri a 28 chilometri di distanza. Ulteriori eruzioni del Rinjani o del Samalas sono state datate al 11.980 ± 40, 11.940 ± 40 e 6.250 ± 40 BP. L'attività eruttiva continuò fino a circa 500 anni prima del 1257. La maggior parte dell'attività vulcanica ora si verifica al vulcano Barujari con eruzioni occorse nel 1884, 1904, 1906, 1909, 1915, 1966, 1994, 2004 e 2009; Rombongan fu attivo nel 1944. L'attività vulcanica consiste principalmente di eruzioni esplosive ed emissioni di cenere.

Le rocce del vulcano Samalas sono per lo più dacitiche, con un contenuto di del 62-63% in peso. Le rocce vulcaniche nell'arco di Banda vanno dal basalto all'andesite fino alla dacite. La crosta sotto il vulcano misura circa 20 chilometri di spessore, e l'estremità inferiore del piano di Wadati-Benioff è posta a una profondità di circa 164 chilometri.

Eruzione

Gli eventi dell'eruzione del 1257 sono stati ricostruiti attraverso l'analisi geologica dei depositi da essa lasciati. L'eruzione avvenne probabilmente durante l'estate dell'emisfero boreale nel mese di settembre (con un'incertezza di 2-3 mesi) di quell'anno, alla luce del tempo impiegato dal materiale osservato per raggiungere le calotte polari e gli andamenti dei depositi di tefra. L'eruzione iniziò con una fase freatica (alimentata da esplosioni di vapore) che depositò 3 centimetri di cenere su oltre 400 chilometri quadrati nel nord-ovest di Lombok. Seguì una fase magmatica e piovve pomice ricca di frammenti litici, la cui ricaduta raggiunse uno spessore di 8 centimetri sia sopravento nella zona orientale di Lombok che a ovest a Bali. Questa fase fu seguita da ricadute di lapilli rocciosi e di cenere, e da flussi piroclastici che furono parzialmente confinati all'interno delle valli sul fianco occidentale del Samalas. Alcuni depositi di cenere furono erosi dai flussi piroclastici, che crearono dei solchi in tali depositi. I flussi piroclastici attraversarono 10 chilometri del Mar di Bali, raggiungendo le Isole Gili a ovest di Samalas, mentre i blocchi di pomice ricoprivano presumibilmente lo stretto di Alas tra Lombok e Sumbawa. I depositi mostrano prove di interazione della lava con l'acqua, per cui questa fase eruttiva era probabilmente di tipo freatomagmatico. Fu seguita da tre episodi di ricaduta di pomice, con depositi su un'area più ampia di quella raggiunta da altre fasi dell'eruzione. Queste pomici caddero fino a 63 chilometri di distanza ad est, controvento, a Sumbawa, dove sono spesse fino a 7 centimetri.

La deposizione di queste pomici fu seguita da un'altra fase di flussi piroclastici, probabilmente causata dal crollo della colonna eruttiva. In questo momento la caldera iniziò a formarsi. Questi flussi piroclastici furono deviati dalla topografia di Lombok, riempiendo le valli e aggirando ostacoli come i vulcani più antichi, mentre si espandevano attraverso l'isola incenerendo la vegetazione. L'interazione tra questi flussi e l'aria ha innescato la formazione di ulteriori nubi eruttive e flussi piroclastici secondari. Dove i flussi entrarono nel mare a nord e ad est di Lombok, le esplosioni di vapore crearono coni di pomice sulle spiagge e ulteriori flussi piroclastici secondari. Le barriere coralline furono sepolte dai flussi piroclastici, alcuni flussi attraversarono lo stretto di Alas tra Sumbawa e Lombok formando depositi su Sumbawa. Questi flussi piroclastici raggiunsero volumi di 29 chilometri cubi su Lombok, e spessori di 35 metri fino a 25 chilometri dal Samalas. Le fasi dell'eruzione sono anche note come P1 (fase freatica e magmatica), P2 (freatomagmatica con flussi piroclastici), P3 (pliniana) e P4 (flussi piroclastici). La durata delle fasi P1 e P3 non è nota singolarmente, ma le due fasi combinate (esclusa la P2) sono durate tra le 12 e le 15 ore. I flussi piroclastici alterarono la geografia della Lombok orientale, seppellendo le valli fluviali ed estendendo il litorale, una nuova rete fluviale si sviluppò sui depositi vulcanici dopo l'eruzione. La colonna eruttiva raggiunse un'altezza di 39-40 chilometri durante la prima fase (P1), e di 38-43 chilometri durante la terza fase (P3); era abbastanza alta che il rapporto isotopico dello zolfo dell'anidride solforosa in essa contenuta fu influenzato da processi di fotolisi ad alta quota.

Le rocce vulcaniche espulse dall'eruzione ricoprirono Bali e Lombok e parti di Sumbawa. Tefra sotto forma di strati di ceneri fini dell'eruzione caddero fino a Giava, formando parte dei tefra di Muntilan, sulle pendici di altri vulcani giavanesi, ma che non si riusciva a ricollegare ad eruzioni di tali sistemi vulcanici. Questi tefra sono ora considerati un residuo dell'eruzione del 1257 e sono quindi conosciuti anche come tefra del Samalas. Essi raggiungono spessori di 2-3 centimetri sul Monte Merapi, di 15 centimetri sul Monte Bromo, di 22 centimetri a Ijen e dai 12 ai 17 centimetri sul vulcano Agung di Bali. Nel lago Logung a Giava, a circa 340 chilometri dal Samalas, sono spessi circa 3 centimetri. La maggior parte dei tefra fu depositata a ovest-sudovest del Samalas. Considerando lo spessore dei tefra del Samalas trovati sul Monte Merapi, il volume totale potrebbe aver raggiunto i 32-39 chilometri cubi. L'indice di dispersione (la superficie coperta da una ricaduta di cenere o tefra) dell'eruzione raggiunse i 7500 chilometri quadri durante la prima fase e i 110500 chilometri quadri durante la terza fase, implicando quindi che la prima fosse di tipo pliniano e l'altra addirittura ultrapliniana.

Le ricadute di pomice dell'eruzione di Samalas, aventi una grana fine di color crema, sono state utilizzate come marcatore tefrocronologico a Bali. Tefra del vulcano sono stati trovati anche in carote di ghiaccio provenienti da 13550 chilometri di distanza, e uno strato di tefra rinvenuto nell'isola di Dongdao nel Mar Cinese Meridionale è stato provvisoriamente collegato all'eruzione del Samalas. Ceneri e aerosol potrebbero aver avuto un impatto notevole sia sull'uomo che sui coralli a grandi distanze dall'eruzione.

Esistono diverse stime dei volumi espulsi durante le varie fasi dell'eruzione del Samalas. La prima fase produsse un volume compreso fra 12,6 e 13,4 chilometri cubi. Si stima che la fase freatomagmatica abbia emesso un volume di tefra che va dai 0,9 ai 3,5 chilometri cubi. Il volume totale equivalente di roccia densa dell'intera eruzione fu di almeno 40 chilometri cubi. Il magma eruttato era trachidacitico e conteneva anfibolo, apatite, clinopirosseno, solfuro di ferro, ortopirosseno, plagioclasio e titanomagnetite. Si formò a partire da magma basaltico per cristallizzazione frazionata e aveva una temperatura di circa 1000 °C. L'eruzione potrebbe essere stata innescata dall'ingresso di nuovo magma nella camera magmatica o come conseguenza della galleggiabilità delle bolle di gas.

L'eruzione ebbe un indice di esplosività vulcanica pari a 7, che la rende una delle più grandi eruzioni dell'Olocene. Fra le eruzioni di intensità comparabile si possono citare l'eruzione del lago Kuril in Kamčatka nel VII millennio a.C., l'eruzione del Monte Mazama in Oregon nel VI millennio a.C., l'eruzione del Cerro Blanco in Argentina circa 4.200 anni fa, l'eruzione minoica nell'arcipelago di Santorini tra il 1627 e il 1600 aC, l'eruzione Tierra Blanca Joven del Lago Ilopango in El Salvador nel VI secolo, e la successiva eruzione del Tambora del 1815, sempre in Indonesia. Tali grandi eruzioni vulcaniche possono avere un impatto catastrofico sugli esseri umani, con un gran numero di vittime sia nei pressi del vulcano che a distanze maggiori.