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Premessa
Le
attività svolte dalla Sezione di Palermo dell’INGV
nell’ambito della sorveglianza geochimica dei vulcani attivi
italiani, consistono essenzialmente nel monitoraggio di parametri
riguardanti i fluidi naturali quali le acque di falda, le emissioni
fumaroliche, le mofete, i pennacchi vulcanici etc. Le motivazioni che
stanno alla base di tali attività scaturiscono dal fatto che
il magma contiene specie gassose che, durante le fasi di risalita nei
condotti vulcanici e di messa in posto nei reservoirs magmatici,
vengono rilasciate in quantità considerevoli. Attraverso
discontinuità strutturali presenti nella crosta, i fluidi
magmatici raggiungono la superficie, determinando anomalie di varia
ampiezza e durata e fornendo importanti testimonianze sui processi
che hanno luogo a grande profondità nella crosta terrestre.
Secondo questo semplice modello, i fluidi magmtici interpretano il
ruolo di veicolo di informazioni profonde attraverso le quali
è
possibile evidenziare l’ingresso di nuovo magma nei condotti
di
alimentazione di un vulcano, studiare i processi di trasferimento di
questo nella crosta, verificare fenomeni di accumulo di gas, valutare
i livelli di attività vulcanica ed effettuare ipotesi a
breve
e medio termine sulle sue potenziali evoluzioni.
L’impegno profuso in
questi ultimi anni dai ricercatori di tutto il mondo nello studio
della solubilità dei gas nei magmi, dei processi di
essoluzione e di trasferimento verso la superficie, del frazionamento
chimico ed isotopico in fase liquida e gassosa,
dell’interazione
fluido-roccia consentono oggi di sviluppare modelli sempre
più
attendibili e quantitativi dei fenomeni descritti che tengono conto
del contesto reale in cui il sistema vulcanico è inserito.
Lo schema seguente mostra
le principali attività di monitoraggio svolte dalla Sezione
di
Palermo dell’INGV nell’ambito della sorveglianza
geochimica dei
vulcani attivi italiani:
Monitoraggio
delle falde acquifere - Consiste nel campionamento
periodico
delle acque di pozzi e sorgenti presenti in aree vulcaniche e nella
misura di parametri chimico-fisici quali temperatura, pH,
conducibilità elettrica, Eh, livello freatico, portata;
attraverso analisi di laboratorio vengono successivamente determinati
i costituenti maggiori, minori ed in tracce.
Monitoraggio
del
flusso diffuso di CO2emesso dai suoli
– Consiste in campagne periodiche attraverso cui è
possibile
valutare su base areale e temporale il rilascio di questo gas
presente nel magma in grandi quantità. Le indagini, oltre
che
ad fornire indicazioni sui processi di risalita dei magmi nei
condotti vulcanici e sulla valutazione del livello di
attività,
sono state positivamente utilizzate nello studio di dettaglio delle
strutture tettoniche e vulcano tettoniche presenti in aree vulcaniche
quali Etna, Vesuvio, Vulcano, Ischia, Pantelleria, Kilauea etc.
Monitoraggio
delle
emissioni fumaroliche di alta e bassa temperatura
– I gas fumarolici talvolta estremamente caldi (fino a
700°C
nell’isola di Vulcano nel 1989) contengono numerose specie
gassose
fra le quali le più abbondanti sono H2O,
CO2,
H2S, SO2, H2,
He, CO. Anche in
questo caso, attraverso campagne periodiche, i fluidi vengono
campionati ed analizzati in laboratorio con differenti tecniche quali
la cromatografia in fase liquida e gassosa (composizione chimica dei
gas e dei condensati vulcanici), la spettrometria di massa
(composizione isotopica di elio, argon, idrogeno, ossigeno, carbonio,
azoto). Le misure dirette che vengono condotte nelle aree fumaroliche
riguardano la temperatura di emissione, la portata in termini di
massa e di energia (H2O, SO2,
CO2)
ed il rapporto fra le specie gassose più abbondanti presenti
nei magmi (H2O/CO2, SO2/CO2,
H2S/SO2 HCl/SO2.
Pennacchi
vulcanici – La disponibilità di
nuovi dati
sperimentali sulle solubilità nel magma dello zolfo,
dell’anidride carbonica e di altri specie gassose ha dato
nuovo
vigore allo studio ed al monitoraggio dei plumes vulcanici nel mondo.
Tale rinnovato interesse ha determinato lo sviluppo di nuove
metodiche dirette ed indirette dei parametri geochimici dei plume
vulcanici, molto più precise, selettive e facili da
utilizzare
sul territorio. La nostra sezione si è fortemente impegnata
nella messa a punto di metodologie e strumentazioni per la misura
diretta dei tenori di alcune delle più abbondanti specie
gassose presente nei plume vulcanici (CO2, SO2,
HCl, HF, H2O, Br) applicando e/o sviluppando
tecniche di
misura quali i filter packs, la spettrofotometria IR ed UV, i sensori
elettrochimici che vengono oggi impiegate di routine nella
sorveglianza dell’attività vulcanica. Le
conoscenze maturate
in questo settore hanno permesso la realizzazione di stazioni
sperimentali per il monitoraggio automatico del rapporto CO2/SO2
nei plume vulcanici dello Stromboli e dell’Etna.
Riguardo quest’ultimo
aspetto, la Sezione di Palermo dell’INGV utilizza reti di
monitoraggio automatico dislocate nelle principali aree vulcaniche
siciliane (Etna, Vulcano, e Stromboli) che, oltre a consentire
l’acquisizione continua dei rapporti di concentrazione nei
plume
vulcanici permettono il monitoraggio dei seguenti parametri
geochimici:
-
flusso di CO2 diffuso
dai suoli;
-
temperatura di emissione dei fluidi
fumarolici;
-
gradienti di temperatura nei suoli;
-
parametri chimico fisici delle acque di
falda (temperatura, conducibilità elettrica, livello
freatico);
-
pressione assoluta della fase gassosa
disciolta in acque di falda;
-
parametri meteorologici (temperatura,
umidità e pressione atmosferica, piovosità,
direzione e velocità del vento).
Gran parte dei componenti
utilizzati nell’assemblaggio delle reti sono stati sviluppati
e
realizzati da personale della Sezione. |
