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Nuovo studio del CNR-IREA sulla sorgente dei fenomeni geofisici ai Campi Flegrei
Un gruppo di ricerca dell’Istituto per il Rilevamento Elettromagnetico dell’Ambiente del Consiglio Nazionale delle Ricerche di Napoli, formato da ingegneri e geofisici, ha messo a punto un modello basato sull’analisi di dati di natura diversa, quali dati satellitari e sismologici, grazie al quale si è stimata la posizione della sorgente responsabile dei recenti fenomeni di sollevamento, sismicità, incremento delle temperature e variazione dei parametri geochimici nei Campi Flegrei.
In particolare l’analisi stima la posizione della sorgente in una regione della crosta terrestre che si estende da una profondità di 3 km a circa 500 m in prossimità dell’area compresa tra Solfatara e Pisciarelli. Tale sorgente, di geometria irregolare, evolve sia nello spazio che nel tempo.
“Mentre sulla sorgente magmatica profonda c’è un buon accordo nella comunità scientifica – spiega Pietro Tizzani, primo ricercatore del CNR-IREA e coordinatore della ricerca - è invece in atto un dibattito scientifico sulla porzione più superficiale del sistema che alimenta le manifestazioni vulcaniche dell’area.”
In questo contesto, il gruppo di ricercatori del CNR-IREA ha messo a punto un approccio innovativo basato sull’imaging tomografico geodetico multi-sorgente, utilizzando principalmente dati di deformazione del suolo rilevati da radar a bordo di satelliti ed elaborati con la tecnica dell'interferometria differenziale con radar ad apertura sintetica. A differenza delle analisi più tradizionali, tale approccio è capace di fornire una visione d’insieme e multiscala di una sorgente unitaria, responsabile del campo di stress attivo sia in profondità che verso la superficie. In particolare, grazie a tale approccio è stato possibile identificare una sorgente sub-superficiale in cui i fluidi in pressione possono interagire con la regione superficiale ad alta fratturazione. L’area interessata da questa sorgente ha una sezione trasversa più ampia in profondità per poi restringersi verso la superficie fino ad una profondità minima di 400-500 metri.
L’interpretazione che ne deriva è che le pressioni prodotte dal sistema magmatico vengono trasferite verso la superficie parzialmente tramite il movimento di fluidi di diversa natura e composizione. Tali fluidi si incanalano in fratturazioni della crosta sub-superficiale della caldera, laddove è stata registrata la sismicità più superficiale, fino ad arrivare ad esercitare una spinta in una zona relativamente a bassa profondità.
A questo link la video intervista ad alcuni autori dello studio.
Rischio vulcanico ai Campi Flegrei: le istituzioni incontrano i cittadini di Pozzuoli
Lunedì 3 luglio a partire dalle 16, presso l’hotel Gli Dei in via Coste d’Agnano 21 a Pozzuoli, si terrà un incontro informativo con la popolazione sul rischio vulcanico ai Campi Flegrei. All’iniziativa, voluta dal Comune di Pozzuoli, partecipano il Dipartimento di Protezione Civile, la Protezione Civile della Regione Campania e l’INGV.
A relazionare sull’andamento del fenomeno per la comunità scientifica saranno: Francesca Bianco (direttrice del dipartimento vulcani Ingv), Mauro Di Vito (direttore dell’Osservatorio Vesuviano dell’INGV), Giulio Zuccaro (responsabile scientifico del Centro di Competenza PLINIVS) e Francesco Casu (ricercatore del Cnr-Irea). A seguire, il Dipartimento di Protezione Civile illustrerà “il percorso della pianificazione di protezione civile dell’area flegrea”, la Protezione Civile della Campania interverrà sugli aspetti regionali, l’Acamir (Agenzia Campana Mobilità Infrastrutture e Reti) dettaglierà i “percorsi di allontanamento dei Campi Flegrei in modalità assistita ed autonoma in zona rossa”, mentre il Comune di Pozzuoli si soffermerà sulle “attività di protezione civile a livello locale”. Al termine degli interventi e prima delle conclusioni finali, i cittadini presenti in sala potranno porre domande agli esperti.
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Special Issue della rivista Remote Sensing
Francesco Soldovieri e Pietro Tizzani, rispettivamente Primo Ricercatore e Ricercatore dell’IREA, sono tra gli editors dello Special Issue "New Frontiers of Multiscale Monitoring, Analysis and Modeling of Environmental Systems via Integration of Remote and Proximal Sensing Measurements" della rivista Remote Sensing.
Scopo di questo special Issue è presentare i risultati recenti e i progressi sugli approcci per l’analisi e la comprensione dei sistemi ambientali, con particolare attenzione allo studio dell'interazione tra i processi ambientali che si verificano a diverse scale. Questi progressi hanno aperto la strada alla progettazione e all'implementazione di sistemi di rilevamento multipiattaforma, da remoto e in situ, e di nuovi e strumenti per la sorveglianza e il monitoraggio. Un'attenzione particolare è dedicata allo sviluppo di nuove tecniche e strumentazioni integrate per il monitoraggio multi-scala di aree soggette a elevati rischi naturali, quali quelle vulcaniche, sismiche o esposte a frane.
Per informazioni sulla sottomissione degli articoli vai a questo link
Un approccio innovativo di imaging geodetico 4D svela i segreti del sistema di alimentazione vulcanica della caldera dei Campi Flegrei
Uno studio recentemente condotto da ricercatori dell’Istituto per il Rilevamento Elettromagnetico dell’Ambiente di Napoli del Consiglio Nazionale delle Ricerche (IREA-CNR), dell’Instituto de Geociencias di Madrid del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (IGEO-CSIC), dell'Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (INGV) - Osservatorio Vesuviano, del Canada Centre for Mapping and Earth Observation (CCMEO) e dell’University of Colorado, ha rivelato dettagli inediti sul sistema di alimentazione vulcanico dei Campi Flegrei e sulla sua evoluzione spazio-temporale.
Il lavoro, pubblicato sulla prestigiosa rivista Remote Sensing of Environment, si basa su un innovativo metodo di imaging 4D e rappresenta un significativo passo avanti nella comprensione delle complesse dinamiche della caldera flegrea, dimostrando come la sinergia tra competenze scientifiche possa produrre risultati di grande rilievo per la comunità scientifica e per la società.
“Abbiamo utilizzato una metodologia di inversione tomografica all'avanguardia che ha permesso di generare un'immagine accurata della sorgente responsabile delle deformazioni del suolo osservate tra il 2011 e il 2022 grazie a una tecnica che aggrega ripetutamente diverse sorgenti di sovrappressione”, spiega Pietro Tizzani, primo ricercatore dell’IREA e coordinatore della ricerca.
In particolare, i ricercatori hanno ottenuto una visione d'insieme della sorgente magmatica e delle regioni crostali sottoposte a stress dovuto alla migrazione del magma e dei fluidi caldi a esso associati, fornendo una rappresentazione 4D del sistema di alimentazione della caldera. Lo studio ha permesso di identificare un corpo magmatico principale tra i 3 e i 4 km di profondità, che, tra il 2018 e il 2020, si è espanso lateralmente a seguito di un nuovo impulso magmatico. Sono state inoltre individuate due regioni aggiuntive in sovrappressione: una, situata più in profondità, collega la sorgente principale con la crosta inferiore; l'altra, più superficiale, si trova tra Solfatara e Pisciarelli, estendendosi fino a circa 400 metri dalla superficie e potrebbe rappresentare il serbatoio dei fluidi idrotermali che alimentano le fumarole di quest’area.
Lo studio si basa su dati di deformazione del suolo acquisiti da costellazioni satellitari e analizzati mediante la tecnica DInSAR (Differential Interferometric Synthetic Aperture Radar), insieme ai dati sismici dell'INGV-Osservatorio Vesuviano. Sono state processate oltre 800 immagini radar da satelliti come Sentinel (ESA-Programma Copernicus) e COSMO-SkyMed (Agenzia Spaziale Italiana), permettendo una ricostruzione dettagliata del campo delle deformazioni della caldera flegrea e una modellazione precisa della geometria del sistema di alimentazione vulcanica nel tempo. I risultati evidenziano anche l'esistenza di una zona di debolezza nella crosta sotto la caldera, costituita da strati fratturati di tufi, sedimenti marini e piroclastiti. Questa regione potrebbe facilitare l'accumulo di fluidi caldi e l'eventuale risalita del magma.
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Memex - I luoghi della Scienza. Campi Flegrei
Monitorare il territorio è fondamentale per comprendere meglio le attività vulcaniche, i terremoti e gli altri fenomeni geofisici.
Ne hanno parlato Riccardo Lanari, Mariarosaria Manzo e Francesco Casu, dell’IREA-CNR, nel corso della puntata di Memex - I luoghi della Scienza prodotta da RAI Scuola e dedicata ai Campi Flegrei, il supervulcano campano la cui attività è sottoposta a monitoraggio costante.
Memex - I luoghi della Scienza: Campi Flegrei
(min. 11:07 - 15:50)
Satelliti e Gps per studiare il flusso del magma sotto i Campi Flegrei
Una nuova tecnica in grado di calcolare, attraverso i dati satellitari e GPS, le modalità con cui il magma profondo risale all’interno del sottosuolo dei Campi Flegrei,creando deformazioni anche millimetriche della superficie terrestre. Un meccanismo probabilmente comune ad altre caldere (Yellowstone negli USA e Rabaul in Papua Nuova Guinea). Lo studio, pubblicato su Scientific Reports, fornisce nuovi sistemi di monitoraggio utili ad affrontare eventuali future crisi vulcaniche
I dati acquisiti dai satelliti e dai ricevitori Gps della rete di sensori presenti nell’area dei Campi Flegrei servono per monitorare le deformazioni della superficie terrestre e conoscere, in tempo reale, l’andamento del sollevamento del suolo all'interno della caldera. È la nuova tecnica di monitoraggio messa a punto da un team di ricercatori dell’Istituto per il Rilevamento Elettromagnetico dell'Ambiente del Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR-IREA) e dell’Osservatorio Vesuviano dell’Istituto Nazionale di Geofisica a Vulcanologia (INGV-OV), per comprendere meglio i fenomeni di sollevamento avvenuti in questi ultimi anni ai Campi Flegrei. Lo studio, che rientra tra le attività di monitoraggio promosse dal Dipartimento della Protezione Civile (DPC) e di quelle svolte nell’ambito del progetto europeo MED-SUV (MEDiterraneanSUpersite Volcanoes), è stato pubblicato su Scientific Reports.
“Grazie ai dati acquisiti dai satelliti Cosmo-SkyMed (messi in orbita dall’Agenzia Spaziale Italiana a partire dal 2007), dotati di sistemi radar, e dai ricevitori Gps della rete di sorveglianza geodetica INGV-OV, composta da ben 14 sensori sparsi nell’area dei Campi Flegrei”, spiega Susi Pepe, ricercatrice del CNR-IREA, “è stato possibile studiare le deformazioni, anche millimetriche, della superficie terrestre e conoscere l’andamento del sollevamento del suolo all'interno della caldera in corrispondenza dei ricevitori”.
Negli scorsi millenni la caldera dei Campi Flegrei ha prodotto eruzioni di dimensioni ciclopiche: quarantamila anni fa quella dell’Ignimbrite Campana e quindicimila anni fa quella del Tufo Giallo Napoletano, che hanno fatto crollare la parte superficiale del vulcano per centinaia di metri, formando l’attuale struttura. “Dopo l’ultima eruzione del 1538, che ha prodotto il cratere di Monte Nuovo”, afferma il ricercatore responsabile della Sala di monitoraggio dell'Osservatorio Vesuviano dell’INGV, Luca D'Auria, “il suolo dei Campi Flegrei ha iniziato a sprofondare lentamente per secoli, interrompendosi intorno al 1950, quando l’area ha ripreso a sollevarsi. Questo fenomeno, noto come bradisisma, ha manifestato tutta la sua violenza tra il 1982 e il 1985, periodo in cui il suolo si è sollevato di quasi 2 metri, con accompagnamento di terremoti, provocando l’evacuazione di migliaia di abitanti della città di Pozzuoli. Nel 2005 il suolo ha ripreso a sollevarsi lentamente e i terremoti, di bassa magnitudo, sono ricomparsi”.
Negli ultimi 10 anni il suolo si è sollevato di quasi 30 cm., tanto che nel dicembre 2012, sulla base delle indicazioni della Commissione grandi rischi, la Protezione civile ha innalzato dal verde (quiescenza) al giallo (attenzione) il livello di allerta dei Campi Flegrei. “Riguardo l’origine del bradisisma flegreo”, prosegue D'Auria, “la comunità scientifica concorda sul fatto che tra il 1985 ed il 2012 il sollevamento era legato all’immissione di fluidi idrotermali (acqua e gas) all’interno delle rocce della caldera e al progressivo riscaldamento di queste ultime. Sul più recente episodio, tra il 2012 ed il 2013, il fenomeno sarebbe invece da attribuire alla risalita di magma a bassa profondità (circa 3 km) che si inietta nelle rocce del sottosuolo formando uno strato sottile, noto come sill, un piccolo ‘lago sotterraneo’, con un raggio di 2-3 km. Il sill era già presente nel sottosuolo e probabilmente è stato attivo durante le crisi bradisismiche degli scorsi decenni quando quantità di magma, anche dieci volte superiori, sono arrivate in questa piccola camera magmatica superficiale”.
Il magma all'interno del sill però, può raffreddarsi rapidamente, rendendolo quindi meno capace di produrre eruzioni esplosive. Questo meccanismo, osservato ai Campi Flegrei, è probabilmente comune ad altre caldere (ad esempio Yellowstone negli Usa e Rabaul in Papua Nuova Guinea) e potrebbe spiegare alcuni comportamenti apparentemente ‘bizzarri’ osservati in questi vulcani. “La previsione delle eruzioni vulcaniche nelle caldere presenta spesso difficoltà maggiore rispetto ad altri vulcani”, aggiunge D’Auria dell’Ingv. “La risalita e l’intrusione del magma all’interno del sill potrebbe, infatti, essere il normale ciclo di vita delle caldere”.
I risultati dello studio sono di grande importanza per l’interpretazione dei dati acquisiti dalle nuove generazioni di satelliti (come quelli della costellazione Sentinel del Programma europeo Copernicus, operata dall'Agenzia Spaziale Europea) e dalle innovative tecnologie di monitoraggio geofisico ai Campi Flegrei. “Questi nuovi sistemi di monitoraggio, integrati con le nuove metodologie di analisi, possono fornire uno strumento utile ad affrontare eventuali, future, crisi vulcaniche ai Campi Flegrei”, conclude Susi Pepe del Cnr.
Link all’articolo: www.nature.com/articles/srep13100
Principale rassegna stampa
Campi Flegrei: incontro sui sistemi di monitoraggio e sullo stato del vulcano
In particolare Riccardo Lanari, direttore dell’IREA, ha mostrato i risultati delle elaborazioni dei dati radar satellitari relativi all’area flegrea. L’IREA, che è Centro di Competenza per il Dipartimento della Protezione Civile per il monitoraggio satellitare delle deformazioni del suolo, contribuisce infatti al monitoraggio dei principali vulcani italiani, tra cui la Caldera dei Campi Flegrei. Qui è stato possibile analizzare con un elevato grado di dettaglio il fenomeno del bradisismo che interessa l’intera area vulcanica. In particolare, nel periodo 2009-2017 è stato rilevato un progressivo sollevamento del suolo, caratterizzato da periodi di stasi intervallati da periodi in cui sono stari misurati incrementi, anche sensibili, della velocità di sollevamento.
Le zone verdi sono quelli in cui la deformazione non è presente. Il plot a sinistra evidenzia l’andamento temporale della deformazione nella zona di massimo spostamento corrispondente all’area urbana di Pozzuoli
Nella discussione è stato più volte ribadito che allo stato attuale non ci sono particolari motivi aggiuntivi di preoccupazione, ovvero, come confermato dagli scienziati, le variazioni dei parametri monitorati non sono tali da consigliare né un innalzamento del livello di allerta, né un ritorno al livello inferiore, che corrisponderebbe ad un’attività ordinaria del vulcano.
«Bisogna avere fiducia e rispetto delle informazioni ufficiali – ha dichiarato Carlo Doglioni, presidente nazionale dell’Ingv - non è possibile dare credito a ciò che non è direttamente collegato agli organi di controllo e studio. lo stato di allerta “giallo” ossia di attenzione non è da modificare».
Il livello di allerta per rischio vulcanico resta dunque giallo e la fase operativa di attenzione, così come dichiarato dal Dipartimento della Protezione Civile. Si ricorda che i livelli di allerta per i Campi Flegrei, indicativi della possibile evoluzione dello stato di attività del vulcano, sono quattro (verde, giallo, arancione e rosso), cui corrispondono oltre all’ordinario (livello di allerta verde) le Fasi operative di Attenzione, Pre-allarme e Allarme. Bisogna però sottolineare che, per ogni vulcano, il passaggio di livello di allerta può non avvenire necessariamente in modo sequenziale o graduale, essendo sempre possibili variazioni repentine o improvvise dell’attività, anche del tutto impreviste. È proprio per questo che, lungi dal fare inutili allarmismi, è necessario tenere l’attenzione altissima continuando quell’intensa attività di monitoraggio, incrementata dal 2012 con il passaggio al livello di allerta giallo, che rende i Campi Flegrei tra i territori più controllati al mondo.