CAMPI FLEGREI - Una nuova ricerca rivela strutture sismiche differenti all'Interno della caldera
Identificate diverse strutture sismiche all'interno della caldera dei Campi Flegrei attraverso l'analisi della distribuzione delle magnitudo dei terremoti nello spazio
Comprendere come le caratteristiche della crosta terrestre in corrispondenza della caldera dei Campi Flegrei, lo stress cui è sottoposta e le temperature che la caratterizzano, possano influenzare il numero dei terremoti e le loro magnitudo.
Questi gli obiettivi dello studio innovativo “B value enlightens different rheological behaviour in Campi Flegrei caldera”, realizzato da un team di ricercatori dell’Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (INGV) in collaborazione con l’Università della Campania Luigi Vanvitelli, e appena pubblicato sulla rivista scientifica ‘Communications Earth & Environment’ di Nature.
I Campi Flegrei, nota caldera collassata a ovest della città di Napoli, presentano una parte centrale che continua a sollevarsi e abbassarsi lentamente nel fenomeno detto “bradisismo”. Questo movimento del suolo è accompagnato da terremoti che causano preoccupazione.
La distribuzione della sismicità è stata registrata ai Campi Flegrei da gennaio 2005 a ottobre 2023.
“L'obiettivo della ricerca”, spiega Anna Tramelli, ricercatrice dell’INGV e prima autrice dello studio, “è stato quello di comprendere come le caratteristiche della crosta, lo stress a cui è sottoposta e la sua temperatura influenzino la relazione tra il numero totale dei terremoti e le loro magnitudo, nota come relazione di Gutenberg-Richter, al fine di identificare aree sismogenetiche con comportamenti differenti e di monitorare eventuali variazioni di comportamento nel tempo. Il parametro che si analizza è chiamato b-value e dipende dal rapporto tra il numero dei terremoti di magnitudo elevata e quelli di magnitudo minore. Ad esempio, il valore di b uguale a 1, osservato analizzando il catalogo sismico globale, indica che per ogni terremoto di magnitudo 4 si osservano 10 terremoti di magnitudo 3”.
“Il metodo sviluppato prevede una suddivisione automatica del catalogo sismico” sostiene Cataldo Godano, professore dell’Università della Campania Luigi Vanvitelli e coautore della ricerca “consentendo una stima accurata delle variazioni spaziali della relazione tra le magnitudo dei terremoti”.
b value map da quattro punti di vista.
“Analizzando 7670 eventi sismici verificatisi in 18 anni, da gennaio 2005 a ottobre 2023, e rilevati dall'Osservatorio Vesuviano dell’INGV (INGV-OV),”, prosegue Vincenzo Convertito, ricercatore dell’INGV e coautore della ricerca, “è stato possibile evidenziare che al di sotto delle aree Solfatara e Pisciarelli, fino a una profondità di circa 2 km, l'elevata fratturazione delle rocce e la presenza di fluidi idrotermali favoriscono il verificarsi di terremoti di bassa magnitudo (fino a Md=3) rispetto a quelli di magnitudo più elevata (fino a Md= 4.4). Al di sotto dei 2 km, invece, per le aree circostanti il rapporto tra le magnitudo dei terremoti è coerente con quanto osservato a scala globale; ovvero il valore di b stimato è molto prossimo a 1”.
La scoperta di variazioni nel rapporto tra le magnitudo dei terremoti all'interno della caldera dei Campi Flegrei rappresenta un importante passo avanti per il monitoraggio delle aree vulcaniche.
“La capacità di rilevare automaticamente le variazioni di questo rapporto potrebbe migliorare significativamente il monitoraggio sismico e la comprensione delle dinamiche vulcaniche”, prosegue Anna Tramelli.
“Il team di ricerca continuerà a migliorare la tecnica per il monitoraggio automatico delle variazioni della relazione di Gutenberg-Richter, con l'obiettivo di applicarla in altre aree vulcaniche e di utilizzare i risultati per prevedere cambiamenti potenzialmente pericolosi nella dinamica della crosta terrestre”, conclude Vincenzo Convertito.
Modello del sistema vulcanico dei Campi Flegrei dedotto dal valore b e da altre tomografie geofisiche.
La ricerca pubblicata ha una valenza essenzialmente scientifica, priva al momento di immediate implicazioni in merito agli aspetti di protezione civile, rappresentando un contributo potenzialmente utile in futuro per affinare gli strumenti di previsione e prevenzione di protezione civile. Al momento i risultati della ricerca non hanno alcuna implicazione diretta su misure che riguardano la sicurezza della popolazione.
Link allo studio: B value enlightens different rheological behaviour in Campi Flegrei caldera
Tramelli, Anna & Convertito, V. & Godano, Cataldo. (2024). b value enlightens different rheological behaviour in Campi Flegrei caldera. Communications Earth & Environment. 5. 10.1038/s43247-024-01447-y.
CAMPI FLEGREI - Potenziato il monitoraggio sottomarino della caldera
Installata una nuova infrastruttura con sensoristica ad alta sensibilità per il monitoraggio del degassamento vulcanico in mare
Come noto, la caldera dei Campi Flegrei si estende anche nell’area marina nel Golfo di Pozzuoli dove è già presente la rete di monitoraggio geofisico multiparametrico “Medusa”.
Allo scopo di potenziare l’infrastruttura di ricerca e monitoraggio geochimico multiparametrico dell’Osservatorio Vesuviano dell’Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (INGV-OV) proprio nel settore sommerso della caldera flegrea, è stato recentemente installato un nuovo osservatorio multiparametrico per lo studio del processo di degassamento idrotermale sottomarino.
Questa installazione, realizzata anche grazie al contributo del Dipartimento della Protezione Civile, rientra tra le numerose attività di implementazione e potenziamento delle reti e di indagini generali su questo settore della caldera.
L’installazione è stata resa possibile grazie al gruppo subacquei dell’INGV, coordinati dall’Unità Funzionale di Geochimica dei Fluidi dell’INGV-Osservatorio Vesuviano, in coordinamento con il Parco Archeologico dei Campi Flegrei e le altre Autorità preposte alla tutela del territorio.
L’area interessata è stata individuata in un particolare settore del Golfo di Pozzuoli noto come “Secca delle Fumose”, già oggetto di studi e monitoraggio e dove è prevista l’installazione di altre strumentazioni scientifiche marine.
Il nuovo osservatorio marino consente di monitorare in continuo la temperatura delle emissioni idrotermali nel fondo, la concentrazione di anidride carbonica (CO2) di origine vulcanica disciolta nell’acqua di mare e la corrente marina: tutti parametri utili per la stima dell’energia associata al processo di degassamento sottomarino e il monitoraggio delle eventuali variazioni.
Questa nuova strumentazione potenzia nel settore sommerso della caldera, che presenta oggettive difficoltà logistiche, l’infrastruttura di Reti Multiparametriche già esistente nella caldera dei Campi Flegrei.
Link utili:
Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (INGV)
Dipartimento per la Protezione Civile
Parco Archeologico Campi Flegrei
IMMAGINI e VIDEO LINK Wetranfer -> https://we.tl/t-A0x6daMaK9 (scad. 30/05/2024)
Sciame sismico ai Campi Flegrei del 20 maggio 2024
Aggiornamento Fine Sciame del 21.05.2024
Dalle ore locali 19:51 del 20 maggio 2024 (UTC 17:51) fino alle ore locali 18:31 del 21 maggio 2024 si è verificato uno sciame sismico nell’area dei Campi Flegrei che ha fatto registrare 168 terremoti con Magnitudo durata (Md) ≥ 0.0 (168 localizzati) e una Magnitudo massima (Md) di 4.4 (±0.3).
L’evento di Md 4.4 è stato il più energetico tra quelli registrati dall’inizio dell’attuale crisi bradisismica iniziata nel 2005. L’epicentro è collocato all’interno della Solfatara ad una profondità di 2.6 km.
Non si registra allo stato attuale un aumento della velocità di sollevamento che attualmente è di 2 cm/mese. Sempre allo stato attuale, non si registrano variazioni di andamento nelle deformazioni orizzontali o deformazioni locali del suolo diverse rispetto all’andamento precedente.
Si ricorda che durante la crisi bradisismica del 1982-84 il sollevamento del suolo raggiunse i 9 cm al mese, e si superarono anche 1300 eventi sismici al mese. Attualmente, invece, nell’ultimo mese sono stati registrati circa 450 eventi con Md≥0.0.
I parametri geochimici misurati con le stazioni in continuo (Temperatura e flussi di anidride carbonica) non mostrano variazioni significative rispetto agli andamenti degli ultimi mesi, se non il ben noto incremento di temperatura e pressione che caratterizza il sistema idrotermale.
La sismicità non è un fenomeno prevedibile, pertanto non può essere escluso che si possano verificare altri eventi sismici, anche di energia analoga con quanto già registrato durante lo sciame concluso.
L’Osservatorio Vesuviano dell'INGV continua le attività di monitoraggio ordinarie e straordinarie al fine di individuare anche le più piccole variazioni nei parametri di monitoraggio utili per definire al meglio l’attuale fenomeno in corso.
Le strutture dell’Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (INGV) dedicate al monitoraggio dell’area della caldera dei Campi Flegrei sono sempre operative h24 e nella giornata del 21 maggio sono state effettuate misure e campionamenti in alcuni siti della caldera.
L’INGV, con la sua Sezione di Napoli Osservatorio Vesuviano, è costantemente in collegamento con la Protezione Civile nazionale, regionale e con i Comuni interessati, oltre che con tutte le Autorità competenti alla tutela del territorio.
Eventi sismici di Md ≥ 1 registrati tra le ore 19:51 del 20 maggio 2024 e le ore 17.10 del 21 maggio 2024. L’evento di maggiore magnitudo è stato registrato alle ore 20.10 del 20 maggio 2024 (Md=4.4±0.3).
CAMPI FLEGREI - I dati delle reti di monitoraggio e sorveglianza dell'INGV-Osservatorio Vesuviano
L’Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (INGV), con la sua sezione di Napoli, Osservatorio Vesuviano (OV), misura ininterrottamente ogni variazione dei parametri chimico-fisici rilevabile dalle strumentazioni attualmente disponibili.
La sala operativa è attiva H24, così come tutte le stazioni sismiche, geodetiche, geochimiche, ecc. distribuite nell’area flegrea, rendendo questo vulcano il più monitorato al mondo.
Le attività di monitoraggio ai Campi Flegrei dell'INGV-Osservatorio Vesuviano (così come nelle altre aree vulcaniche campane) sono effettuate sia attraverso reti strumentali - opportunamente progettate - che producono dati in continuo, sia attraverso campagne di misura periodiche.
Le informazioni raccolte sono analizzate da sistemi automatici e, successivamente controllate e interpretate dal personale dell'INGV-OV così da essere costantemente aggiornati sullo stato di attività del vulcano.
Ai Campi Flegrei sono operative reti strumentali per:
le cui specificità sono facilmente consultabili sul sito web dell'INGV-Osservatorio Vesuviano nella sezione “Sorveglianza > Attività di monitoraggio”.
Tutti i dati scientifici raccolti nelle aree vulcaniche napoletane sono costantemente pubblicati su Bollettini settimanali e mensili (e nel caso di eventi significativi, anche con frequenza maggiore), resi immediatamente pubblici sul sito dell’INGV-Osservatorio Vesuviano e sui social di INGVvulcani (Facebook, Instagram, ecc).
I Bollettini sono consultabili sul sito web dell'INGV-Osservatorio Vesuviano alla sezione "Sorveglianza > Bollettini di sorveglianza".
I Bollettini settimanali sono attualmente emessi solo per i Campi Flegrei (dall’Osservatorio Vesuviano dell’INGV) e per Stromboli (dall’Osservatorio Etneo dell’INGV) perché i due vulcani sono a livello giallo (di attenzione, quindi sotto quelli arancione e rosso) nella scala di allertamento della Protezione Civile Nazionale e riportano i dati della sismicità avvenuta dalle ore 0:00 del lunedì fino alle ore 24:00 della domenica successiva (intervallo di 7 giorni), oltre a tutti i dati geodetici e geochimici disponibili. In particolare, vengono pubblicati i dati sismologici principali di tutti gli eventi di Magnitudo-durata (Md) maggiore di 0.0, anche di quelli verificatisi durante gli sciami.
Dati delle reti simiche
Il catalogo completo dei terremoti, classificati secondo il livello di revisione (Automatico, Rivisto, Bollettino), è disponibile sul portale GOSSIP - Eventi sismici. I tre livelli corrispondono alle diverse fasi di analisi degli eventi. La guida completa all’utilizzo del portale GOSSIP -Eventi sismici (anche con la differenza dei livelli di revisione “Automatico, Rivisto e Bollettino”) si può trovare sempre sul sito dell’INGV-OV al link Guida all'utilizzo dell'interfaccia GOSSIP).
Sempre sul sito dell’INGV-OV, è possibile trovare le Procedure di Comunicazione degli eventi sismici e la definizione operativa di “sciame sismico”, riassunti nella seguente tabella:
Dati delle reti geodetiche
Con riguardo alle deformazioni del suolo nei Campi Flegrei, i Bollettini settimanali e mensili indicano i risultati dell’analisi dei dati della rete GNSS (dati GPS) con immagini e diagrammi che descrivono l’andamento nel tempo del processo deformativo, con particolare dettaglio del sollevamento del suolo registrato da alcune stazioni più rappresentative, sia nella parte emersa che in quella sommersa della caldera. I dati vengono valutati su diversi intervalli temporali, in maniera tale da fornire una visione delle variazioni sul lungo, medio e breve periodo.
Inoltre, utilizzando i dati di tutte le stazioni, vengono ciclicamente realizzate mappe riassuntive che descrivono la forma e l’entità delle deformazioni del suolo (orizzontali e verticali) della caldera flegrea.
Oltre ai risultati dell’analisi dei dati della rete GNSS, nei bollettini mensili vengono riportati anche quelli della rete tiltmetrica, dilatometrica, gravimetrica e mareografica che, in una visione d’insieme, contribuiscono al completo monitoraggio geodetico dei Campi Flegrei.
Dai delle reti geochimiche
Per le misure geochimiche, i Bollettini contengono i dati delle misure mensili dei flussi di anidride carbonica (CO2) diffusi dal suolo e della composizione chimica delle fumarole maggiori nelle aree di Pisciarelli e Solfatara. Sono inoltre riportati i parametri acquisiti dalla Rete permanente di monitoraggio Geochimico (temperatura delle fumarole, flussi di anidride carbonica misurati al suolo e la sua concentrazione di in aria), misurati in continuo dalle stazioni di Pisciarelli (Bollettini settimanali ) e Solfatara, siti prossimi ad aree abitate del territorio.
I Bollettini, inoltre, riportano sempre una sintesi di tutti i parametri raccolti (di tutte le reti di monitoraggio), unitamente alla valutazione del quadro complessivo dell’attività.
Eventuali variazioni significative delle osservazioni tali da indurre a ipotizzare evoluzioni e cambiamenti negli scenari a breve termine vengono immediatamente comunicate alla Protezione Civile e riportate nei Bollettini.
Pertanto, è opportuno ribadire, che per una corretta valutazione dei dati riportati (sempre in tempo reale e secondo i tempi di comunicazione innanzi indicati), occorrono competenze specifiche ed esperienza, oltre alla disponibilità degli strumenti di alta elaborazione e calcolo sviluppati dall’INGV e in uso presso l’Osservatorio Vesuviano e le altre Sezioni dell’INGV in Italia (o strumenti similari in uso presso altre Istituzioni scientifiche).
L’INGV-Osservatorio Vesuviano non risponde dell’uso, dell’interpretazione o della valutazione impropria dei dati che può dare adito a considerazioni errate o incongruenti compiute da terzi, come indicato in calce ai Bollettini.
Le interpretazioni elaborate dall’INGV sono riportate senza alcuna reticenza sui citati Bollettini e costituiscono l’unico documento ufficiale e validato sui fenomeni in atto ai vulcani dell’area napoletana, come più volte ribadito in numerose altre comunicazioni.
Si ricorda, infine, che l’INGV è l’ente pubblico di ricerca deputato alla sorveglianza sismica e vulcanica in Italia (D.Lgs. n. 381 del 29 settembre 1999), ed è componente del Servizio Nazionale di Protezione Civile (D.Lgs. n. 1 del 2 gennaio 2018), operando con il Dipartimento della Protezione Civile sulla base di un accordo formale che disciplina le modalità di collaborazione, la gestione delle banche dati, la preparazione delle attività tecnico-scientifiche in emergenza, nonché l’attività di formazione, comunicazione e divulgazione sui temi della pericolosità e rischio sismico, vulcanico e da maremoti.
Le interpretazioni dei dati pubblicati dall’INGV-Osservatorio Vesuviano non incluse nei documenti ufficiali che intercorrono tra l’INGV stesso e il Dipartimento della Protezione Civile, costituiscono sempre un’opinione personale, di cui si assume piena responsabilità chi le diffonde al pubblico, anche attraverso i media.
Studiata la struttura profonda dei Campi Flegrei e la sua variazione nel tempo mediante tomografia sismica
Con un metodo assolutamente innovativo gli scienziati sono riusciti a “vedere” la struttura interna della caldera
Ottenere immagini dettagliate della struttura e del livello di fratturazione delle rocce della caldera dei Campi Flegrei tramite l’analisi della variazione nel tempo della velocità delle onde sismiche. Al contempo, investigare le caratteristiche principali del sistema di alimentazione vulcanico e i principali cambiamenti tra l’instabilità (unrest) o bradisismo in corso e il fenomeno accaduto tra il 1982 e il 1984.
Questi gli obiettivi dello studio “Tracking transient changes in the plumbing system at Campi Flegrei Caldera” condotto da un team multidisciplinare di ricercatori dell’Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (INGV) e dell’Università degli Studi di Milano-Bicocca, appena pubblicato su Earth and Planetary Science Letters di Elsevier.
Si tratta del primo studio di tomografia sismica che integra la microsismicità avvenuta ai Campi Flegrei nell’arco di quarant’anni, dal 1982 al 2022. I ricercatori hanno utilizzato una tecnica basata su un approccio probabilistico non lineare alla risoluzione del problema tomografico, analizzando il rapporto tra la velocità delle cosiddette onde P (prime o di pressione) e il loro rapporto con le cosiddette onde S (seconde o di taglio).
Questo metodo innovativo ha permesso di far luce sulle caratteristiche della velocità crostale fino alla profondità di 6 km, dove le tradizionali tecniche linearizzate hanno sempre mostrato limiti di risoluzione. L’uso di questo metodo, inoltre, ha permesso di individuare per la prima volta tre principali zone di accumulo di materiale magmatico sotto l’area risorgente, corrispondenti alle sorgenti delle deformazioni bradisismiche. Mentre i serbatoi centrali, localizzati a 2.5 e 3.5 km di profondità, rivelano un accumulo prevalente di fluidi in sovrapressione, il serbatoio più profondo, localizzato a 5 km, mostra valori di velocità coerenti con un accumulo di magma.
Importante elemento innovativo del metodo studiato è la possibilità di individuare le principali variazioni nel tempo delle anomalie di velocità e, quindi, dell'evoluzione delle zone di accumulo di materiale magmatico. Ciò è stato possibile grazie all’intuizione del team di ricercatori che ha sviluppato in maniera pionieristica il metodo di tomografia sismica in 4 dimensioni (spazio e tempo).
I risultati mostrano che i due episodi analizzati di unrest del 1982-1984 e dal 2005 al 2022, seppur coinvolgendo volumi differenti, sono stati entrambi caratterizzati da episodi di risalita e di accumulo nella zona centrale prevalentemente di gas magmatici in sovrappressione e in profondità di magma, suggerendo che entrambi questi processi svolgono un ruolo importante nell’indurre l’unrest calderico.
Questo approccio può rivelarsi un utile strumento per monitorare nel tempo l’evoluzione del sistema di alimentazione magmatica della caldera e la volontà dei ricercatori è di estendere quanto prima il modello probabilistico anche agli anni successivi al 2022.
Link allo studio: https://doi.org/10.1016/j.epsl.2024.118744
Citazione: Giacomuzzi, G., Chiarabba, C., Bianco, F., De Gori, P. and Piana Agostinetti, N. Tracking transient changes in the plumbing system at Campi Flegrei Caldera. Earth. Planet. Sci. Lett., 637 (2024)