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Dentro la caldera dei Campi Flegrei: le sorprendenti scoperte della tomografia sismica

I Campi Flegrei sono oggetto di un nuovo studio rivoluzionario che ha permesso agli scienziati di “vedere” la struttura interna della caldera e come essa cambia nel tempo. Grazie ad un approccio innovativo, i ricercatori dell’Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (INGV) e dell’Università degli Studi di Milano-Bicocca hanno utilizzato la tomografia sismica per ottenere immagini dettagliate delle profondità del vulcano.

Lo studio, intitolato “Tracking transient changes in the plumbing system at Campi Flegrei Caldera“, ha come obiettivo principale capire meglio la struttura e il livello di fratturazione delle rocce della caldera. In particolare, gli scienziati volevano indagare sulle caratteristiche del sistema di alimentazione vulcanica e sui cambiamenti che si verificano durante i periodi di instabilità (unrest) o bradisismo, come quelli accaduti tra il 1982 e il 1984 e dal 2005 al 2022.

Per raggiungere questi obiettivi, il team di ricerca ha utilizzato una tecnica basata su un approccio probabilistico non lineare. Questo metodo ha permesso di analizzare la velocità delle onde sismiche, note come onde P (prime o di pressione) e onde S (seconde o di taglio), e il loro rapporto. Grazie a questo approccio, è stato possibile ottenere una risoluzione migliore rispetto alle tecniche tradizionali, riuscendo a visualizzare dettagli fino a una profondità di 6 km.

Una delle scoperte più importanti di questo studio è stata l’identificazione di tre principali zone di accumulo di materiale magmatico sotto la caldera. Queste zone corrispondono alle sorgenti delle deformazioni bradisismiche osservate. In particolare, i serbatoi centrali, situati a profondità di 2.5 e 3.5 km, mostrano un accumulo di fluidi in sovrapressione, mentre il serbatoio più profondo, a 5 km, contiene principalmente magma.

Un elemento rivoluzionario del metodo utilizzato è la possibilità di monitorare le variazioni nel tempo delle anomalie di velocità, e quindi l’evoluzione delle zone di accumulo di materiale magmatico. Questo è stato possibile grazie all’implementazione pionieristica della tomografia sismica in 4 dimensioni (spazio e tempo) da parte del team di ricerca.

I risultati mostrano che i periodi di unrest del 1982-1984 e dal 2005 al 2022, sebbene abbiano coinvolto volumi differenti, sono stati caratterizzati da risalite di gas magmatici in sovrapressione e accumuli di magma in profondità. Questi processi sono fondamentali per comprendere le dinamiche della caldera e i fattori che possono innescare episodi di instabilità.

Il successo di questo studio non solo migliora la nostra comprensione del sistema vulcanico dei Campi Flegrei, ma fornisce anche uno strumento prezioso per il monitoraggio continuo. I ricercatori sperano di estendere il modello probabilistico agli anni successivi al 2022, per continuare a osservare l’evoluzione del sistema di alimentazione magmatica e prevenire possibili eruzioni future.

 

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