Campi Flegrei, gli scienziati sono riusciti a “vedere” in profondità la struttura interna della caldera vulcanica

Con un metodo assolutamente innovativo gli scienziati sono riusciti a “vedere” la struttura interna della caldera vulcanica dei Campi Flegrei, alle porte di Napoli, dove è in atto una crisi bradisismica con numerosi sciami sismici, in aumento nelle ultime settimane.

solfatara
L'area della Solfatara, ai Campi Flegrei.

Uno studio appena pubblicato e condotto da un team multidisciplinare di ricercatori dell’Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia italiano (INGV) e dell’Università degli Studi di Milano-Bicocca, è riuscito a “vedere” la struttura interna della caldera dei Campi Flegrei, alle porte di Napoli, un'area vulcanica molto complessa e studiata da tempo, dove dal 2005 è in corso una crisi bradisismica (sollevamento e abbassamento del suolo) e dove negli ultimi mesi si sono verificati numerosi sciami sismici, che stanno causando molta preoccupazione tra la popolazione locale ed anche dei danni lievi.

L'ultimo sciame è avvenuto nella serata del 20 maggio, con una scossa di magnitudo 4,4 che è stata la più forte degli ultimi 40 anni nell'area. Un terremoto molto superficiale, che ha causato molta paura in particolare a Pozzuoli, ma che è stato fortemente avvertito anche in alcuni quartieri di Napoli.

Lo studio, pubblicato su Earth and Planetary Science Letters di Elsevier, aveva come obiettivo 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, informa in una nota l'INGV. I risultati sono molto interessanti.

Gli scienziati ricostruiscono cosa c'è sotto i Campi Flegrei

Si tratta del primo studio di tomografia sismica che integra la microsismicità avvenuta ai Campi Flegrei nell’arco di quarant’anni, dal1982 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).

Principali zone di accumulo di fluidi magmatici/magma. Modello interpretativo dei principali reservoirs, a prevalente ricarica di gas in sovrappressione (giallo) e magma (arancione, marrone). Le date indicano i tempi in cui si ipotizza sia avvenuta la ricarica. I pallini rossi indicano la sismicità e quelli azzurri la risalita di gas magmatici. (INGV)

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.

Questo metodo innovativo ha permesso di far luce sulle caratteristiche della velocità crostale fino alla profondità di 6 km. Ha inoltre 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.

Magma a 5 km di profondità

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.

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).

Riferimento allo studio:

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) - https://doi.org/10.1016/j.epsl.2024.118744