Convenzione A DPC INGV 2016 - Rendicontazione Attività Allegato A primo semestre 124

Gravimetria

Il confronto dei dati sul periodo ottobre 2015 – marzo 2016 (Fig. 64, in alto a destra) evidenzia

che l’intera area dei Campi Flegrei è stata in generale affetta da variazioni della gravità ai limiti

della significatività statistica, tranne che in corrispondenza di alcune singole stazioni che sono:

Pisciarelli (GCF21) e Interno Solfara zona Bar (GCF23), dove è stato rilevato un aumento di

gravità rispettivamente di 44 e 24 µGal; Gerolomini (GCF06) e Lungomare di Pozzuoli (GCF07)

dove invece si rileva una diminuzione di g di -29 e -23 µGal rispettivamente. E’ da ricordare che

il vertice GCF07 è ubicato in corrispondenza del caposaldo altimetrico n.25 dove sono sempre

stati rilevati i maggiori movimenti verticali del suolo. Inoltre, altre variazioni positive comprese tra

18 e 27 µGal, si osservano nell’area in cui ricadono i vertici Posillipo, Via Diocleziano-OV,

Piazza Esedra e Nisida (GCF02, GCF20, GCF17 e GCF03). Sugli ultimi due vertici la variazione

osservata continua l’aumento, significativo dal punto di vista statistico, già rilevato nel mese di

ottobre 2015 quando, rispetto al precedente mese di marzo, si evidenziò che l’intera area dei

Campi Flegrei fu affetta da un significativo aumento della gravità. La distribuzione delle

variazioni di gravità nel periodo marzo-ottobre 2015 è illustrato nella figura 65 (in alto a sinistra)

per un confronto.

E’ da far notare che tutta l’area della Solfatara e suoi intorni è caratterizzata da variazioni di

gravità nulle. Uno zoom del campo delle variazioni di gravità sull’area Solfatara-Pisciarelli e

lungo la fascia costiera è mostrato nella figura 64 (in basso a sinistra); anch’esso è stato

tracciato con equidistanza di 10 µGal sempre solo ai fini di esaltare i dettagli.

I risultati ottenuti dalle misure rilevate nella seconda campagna sono stati messi a confronto con

quelli della prima del 2016 (Fig. 64 in alto a destra) e mostrano, nell’area investigata, una

inversione del campo variometrico precedentemente rilevato. Esso evidenzia una generale e

significativa diminuzione di gravità; i valori massimi di circa -50 µGal si hanno in corrispondenza

delle stazioni Bagnoli (GCF04) e La Pietra-Villino Anna (GCF27) lungo la fascia costiera e alle

stazioni Accademia, Canale 21, Solfatara. Inoltre, si evidenzia una limitata, ma statisticamente

significativa, area di aumento di gravità in corrispondenza di due stazioni ubicate lungo la fascia

costiera, e precisamente Lungomare Pozzuoli (GCF07 - in corrispondenza del caposaldo

altimetrico n.25 e Gerolomini -GCF06) dove è stato rilevato il valore massimo di 55 µGal. L’area

a variazione di gravità nulla, che definisce il passaggio dalla zona positiva a quella negativa,

cade sulla fascia costiera ed è delimitata dalle stazioni GCF31 (intermedio tra La Pietra e

Gerolomini) e GCF32 (Lungomare Pozzuoli, intermedio tra Gerolomini e GCF07); è evidente un

forte gradiente, con direzione circa NE, proprio nella zona tra la fascia costiera e la Solfatara

come già più volte osservato in passato. Anche per questo secondo intervallo di tempo viene

mostrato uno zoom del campo variometrico sull’area Solfatara-Pisciarelli e lungo la fascia

costiera (Fig. 64, in basso a destra).

Allo scopo di residuare, quanto più possibile, dalle variazioni di gravità gli effetti stagionali, è

stato anche effettuato per la prima campagna un confronto dei dati attuali con quelli rilevati nella

campagna del marzo 2015 (Fig. 65), in quanto stesso periodo stagionale. Il campo relativo al

periodo marzo 2015 – marzo 2016 (Fig. 65, in basso al centro) riproduce praticamente quello

Convenzione A DPC INGV 2016 - Rendicontazione Attività Allegato A primo semestre 125

relativo all’intervallo marzo/ottobre 2015, anch’esso riportato in figura 65 (in alto a sinistra)

confermando che le variazioni osservate non sono in generale significative, contrariamente a

quelle osservate in precedenza e per le quali si rimanda ai rapporti specifici. Nella figura 65 le

isolinee sono state tracciate con equidistanza di 15 µGal in considerazione degli errori ottenuti

per le singole campagne.

Parte dell’inversione del campo variometrico nel periodo successivo al marzo 2016 può

verosimilmente attribuirsi a effetti stagionali (come ad esempio la variazione del livello degli

acquiferi superficiali e/o più in generale del sistema idrotermale), ma non è stato possibile un

confronto con dati precedenti nello stesso periodo stagionale in quanto non esistenti.

Si può comunque affermare, da un’analisi qualitativa dell’estensione delle aree affette da

variazioni significate di g, per entrambi i periodi del 2016 analizzati, che le sorgenti che le hanno

causate sono superficiali e hanno dimensioni limitate.

Per quanto attiene alla campagna del marzo 2016, le variazioni di gravità ai singoli vertici sono

state confrontate con la variazione altimetrica calcolata dai dati rilevati alla stazione GPS RITE

(Rione Terra), utilizzando le relazioni valutate sull’arco temporale 2001-2012 tra il Δh a RITE e

quelli misurati ai capisaldi altimetrici della rete di livellazione coincidenti con le stazioni

gravimetriche. Il valore del Δh utilizzato per il confronto è relativo alla media calcolata sul

periodo di effettuazione delle campagne gravimetriche. Il confronto tra i Δg alle singole stazioni

e le corrispondenti variazioni di quota permette di avere una immediata indicazione sul tipo di

sorgente che è causa delle variazioni di gravità.

Il confronto con la variazione di quota è stato possibile solo per i dati raccolti nel marzo 2016 in

quanto, al momento della redazione del rapporto, i dati GPS sul periodo della campagna di

giugno (14-30 giugno) non erano ancora disponibili.

La relazione Δg/Δh ottenuta per il periodo analizzato, limitato alle stazioni che ricadono nell’area

affetta dalle variazioni più significative (ref. Fig. 64 in basso a sinistra), è mostrata nella figura

65 (sinistra – punti in verde).

Essa non evidenzia una chiara correlazione lineare inversa tra variazioni di g e movimenti

verticali del suolo che è stata una caratteristica osservata nei periodi di maggiore attività (dal

1981 al 2000). I dati risultano dispersi e allineati parallelamente all’asse delle ordinate dal quale

si discostano leggermente; tale distribuzione è indicativa del fatto che, in generale, le variazioni

di gravità rilevate sono quasi esclusivamente da attribuire a variazioni di massa e processi

superficiali (come si può dedurre dal grafico relativo al modello di riferimento - Gottsmann et al.,

2003 - Fig. 66 in basso al centro), confermando quindi quanto indicato dall’analisi qualitativa del

campo delle variazioni di g sopra commentato.

Per meglio comprendere i processi ai quali associare tale distribuzione, nella figura 66 (sinistra

– punti blu) viene anche riportato l’andamento della relazione Δg/Δh relativo all’intervallo

3/2015-10/2015, quando fu riscontrato, rispetto ai periodi precedenti, un salto verso un

Convenzione A DPC INGV 2016 - Rendicontazione Attività Allegato A primo semestre 126

processo di rifornimento/riempimento di vuoti, sebbene la distribuzione dei punti ancora poco si

discosta dell’asse delle ordinate ed è sempre indicativa di fenomeni superficiali. All’epoca tale

fenomenologia fu osservata sulla maggior parte dell’area, tranne che alle stazioni lungo la

fascia costiera ad est di Pozzuoli, esattamente da La Pietra al Lungomare di Pozzuoli, dove

invece si evidenziò un effetto di formazione di vuoti.

La distribuzione più recente, ricordando che essa è sempre associabile a processi superficiali e

che nel periodo analizzato le variazioni di g sono risultate in generale ai limiti della significatività

statistica, può considerarsi l’evoluzione di quanto osservato in precedenza e, avvicinandosi

maggiormente all’asse, evidenzia un rallentamento della fenomenologia. Continua ad osservarsi

un processo generale, anche se ai limiti della significatività statistica, associabile a

rifornimento/riempimento di vuoti che risulta però spostatosi e significativo solo in stazioni

gravimetriche precedentemente caratterizzate da variazioni non significative (Pisciarelli,

Solfatara Bar e Monumento ai Caduti - evidenziati da un’ellisse verde nel quadrante nord-

orientale). Alle stazioni prima affette da maggiore apporto di massa non è stata osservata

alcuna relazione significativa, o si evidenzia una inversione associabile a svuotamento come nel

caso di due stazioni in Solfatara e a Via Campana e della stazione CFG07 sul Lungomare di

Pozzuoli. Il fenomeno di svuotamento/formazione di vuoti continua invece alla stazione CFG06

a Gerolomini (evidenziata con cerchio verde nel I quadrante, sud-orientale). Si ricorda che le

stazioni Pisciarelli, Solfatara Bar, Gerolomini e Lungomare di Pozzuoli sono le uniche dove

sono state rilevate variazioni di g significative. Infine, si ripete che, poiché si stanno

considerando intervalli di tempo in stagioni diverse, non si può escludere un effetto stagionale

su tali andamenti, o effetti puramente locali dal momento che le stazioni significativamente

interessate sono ubicate in zone molto ristrette o sono distanti tra loro.

Al fine di confermare ulteriormente quanto prima affermato, le relazioni Δg/Δh ottenute per i più

recenti periodi sono state messe a confronto con quelle relative al periodo bradisismico 1982-

1985 e alla successiva fase di abbassamento sino al 2002 (Fig. 66 in alto a destra); queste

hanno indicato processi associabili a sorgenti profonde, oltre che una chiara relazione lineare e

inversa tra variazioni di gravità e movimenti verticali del suolo. Dalla figura si evidenzia il

concentramento lungo gli assi delle più recenti distribuzioni che si sovrappongono a quella

osservata, durante le fasi più dinamiche, per le stazioni ubicate ai bordi della caldera flegrea e

parzialmente interessate dal fenomeno di sollevamento/abbassamento.

Convenzione A DPC INGV 2016 - Rendicontazione Attività Allegato A primo semestre 127

Figura 64 Campi delle variazioni di gravità sugli intervalli di tempo ottobre 2015 – marzo 2016 (in alto a sinistra) e marzo 2016 – giugno 2016 (in alto a destra). Sotto è riportato uno zoom sull’area Solfatara-Pisciarelli e lungo la fascia costiera del campo delle variazioni di gravità per gli stessi periodi. Le variazioni positive, negative e nulle sono rispettivamente rappresentate con le curve in colore rosso, blu e verde. Tutti i campi sono tracciati con equidistanza di 10 µGal allo scopo di dettagliare meglio la distribuzione areale delle variazioni di gravità. Per entrambi i periodi analizzati è stato effettuato, uno zoom del campo delle variazioni di gravità sull’area Solfatara-Pisciarelli e lungo la fascia costiera che risulta l’area maggiormente interessata dalle variazioni significative della gravità (in basso); anch’essi tracciati con equidistanza di 10 µGal sempre solo ai fini di esaltare i dettagli.

Figura 65. Campi delle variazioni di gravità nell’area flegrea nei periodi: febbraio/marzo – settembre/ottobre 2015 (in alto a sinistra); ottobre 2015 – marzo 2016 (in alto a destra) marzo 2015 – marzo 2016 (in basso). Le isolinee sono state tracciate con equidistanza di 15 µGal in considerazione degli errori ottenuti per le singole campagne. Le variazioni positive, negative e nulle sono rispettivamente rappresentate con le curve in colore rosso, blu e verde.

Convenzione A DPC INGV 2016 - Rendicontazione Attività Allegato A primo semestre 128

Figura 66. Relazione tra le variazioni di gravità e di quota per le stazioni ubicate al centro della caldera flegrea (sinistra) e relativa al periodo ottobre 2015 – marzo 2016 (punti in verde) e confronto con la relazione ottenuta per il precedente periodo marzo – ottobre 2015 (punti in blu). L’estrema vicinanza all’asse suggerisce che le variazioni osservate sono associabili a processi superficiali come si può evincere anche dal grafico relativo al modello di riferimento (Gottsmann et al., 2003) riportato in basso al centro. In alto a destra è rappresentato il confronto tra la relazione Δg/Δh per i periodi considerati con quelle ottenute durante la fase bradisismica 1982-1985 (sollevamento) e la successiva fase di abbassamento fino al 2002 2002 che indicavano processi associabili a sorgenti profonde, oltre che una chiara relazione lineare e inversa tra variazioni di gravità e movimenti verticali del suolo.

SAR

I dati TerraSAR-X, utilizzati per la stesura del presente rendiconto, si sono resi disponibili a

seguito dell’iniziativa internazionale Supersites.

In figura 67 viene riportato sia l'interferogramma (a sinistra) che la mappa di deformazione (a

destra) dei suddetti dati, relativi al periodo 31/12/2015 – 02/06/2016; dall'analisi

dell'interferogramma si nota la presenza di circa 2 frange interferometriche, corrispondenti a

circa 3cm di deformazione (ƛ=3cm) in buon accordo con i dati cGPS in continuo della stazione

RITE (Rione Terra, Pozzuoli), localizzata nell’area di massima deformazione e acquisiti nello

stesso intervallo temporale.

Convenzione A DPC INGV 2016 - Rendicontazione Attività Allegato A primo semestre 129

Figura 67. A sinistra interferogramma TerraSAR-X (StripMap; orbite ascendenti) mentre a destra la corrispondente mappa di deformazione. Il periodo analizzato è relativo alla coppia 31/12/2015 – 02/06/2016

D1-1.3.3 Monitoraggio geochimico

Le attività di sorveglianza geochimica dell'area flegrea vengono svolte dall'Osservatorio

Vesuviano e dalla Sezione di Palermo.

Le attività svolte dall'Osservatorio Vesuviano hanno riguardato il monitoraggio continuo e

discontinuo dell'area craterica della Solfatara di Pozzuoli e della zona dei Pisciarelli.

Le attività di sorveglianza geochimica dei Campi Flegrei svolte dalla Sezione di Palermo sono

consistite in misure e campionamenti periodici di gas fumarolici della Solfatara di Pozzuoli e nel

monitoraggio continuo della temperatura al suolo nell'area di Pisciarelli.

Lo studio delle variazioni chimico-fisiche dei fluidi di queste aree fornisce importanti indicazioni

sulla circolazione dei fluidi e sulle dinamiche magmatiche in atto nel sistema vulcanico.

Stato della rete

Convenzione A DPC INGV 2016 - Rendicontazione Attività Allegato A primo semestre 169

TRC 01/01 – 30/6 8.7 μrad a NNE -0.04 ° C

ROV 01/01 – 30/6 6.0 μrad a N 0.36 ° C

IMB 01/01 – 30/6 4.5 μrad a WSW -0.03 ° C

CMG 01/01 – 30/6 9.3 μrad ad ENE -0.01 ° C

CMT 07/06 – 30/6 1.9 μrad a SE 0 ° C

Gravimetria

Sebbene l’errore sulle variazioni di gravità sia pari a ±17 µGal, il campo della distribuzione delle

variazioni di g relativo all’intervallo 11/2015-4/2016 (Fig. 110) viene rappresentato con

equidistanza di 15 µGal per evidenziare le poche variazioni significative rilevate. Infatti, come si

evince dalla figura, nell’intervallo di tempo considerato l’intera area vesuviana è stata

interessata da variazioni di gravità ai limiti della significatività statistica. Solo alla stazione di

Boscoreale e in una limitata area alla base del cratere (comprendente le stazioni Osservatorio

Vesuviano, Casa Matrone, Forestale e Seggiovia) sono stati rilevati aumenti della gravità di

circa 30 µGal, indicative di fenomeni locali e molto superficiali.

Figura 110. Campo delle variazioni di gravità, con riferimento alla stazione assoluta di Napoli, nell’area vesuviana nel periodo novembre 2015 – aprile 2016. Le isolinee sono tracciate con equidistanza di 15 µGal ed i colori blu, rosso e verde indicano rispettivamente le variazioni negative, positive e nulle. Nella figura i simboli rappresentano le stazioni gravimetriche relative (triangoli blu) e quelle assolute (stazioni assolute – quella in Napoli è il riferimento).

D1-1.4.3 Monitoraggio geochimico

Le attività di sorveglianza geochimica del Vesuvio svolte dall’Osservatorio Vesuviano sono

consistite nell’acquisizione in continuo di dati di flusso di CO2 dal suolo, della temperatura della

Convenzione A DPC INGV 2016 - Rendicontazione Attività Allegato A primo semestre 170

fumarola principale e del gradiente di temperatura del suolo, tramite una stazione

multiparametrica (FLXOV6) installata in area bordo cratere (settore SW); nel campionamento

delle fumarole di fondo cratere (fumarola FC2) e campagne periodiche di misura del flusso di

CO2 e della temperatura del suolo a 10 cm di profondità, su una maglia di 40 punti fissi ubicati

nell’area di fondo cratere del Vesuvio (Fig. 111), per queste attività è stato attivato un contratto

con una figura professionale specifica. Inoltre nel periodo di interesse sono riprese le misure

periodiche del flusso di CO2 e della temperatura del suolo in punti fissi in area craterica (area

anemometro) ed il campionamento delle maggiori fumarole di bordo cratere (fumarole B1 e B3,

Fig. 111).

Figura 111. Ubicazione della stazione multiparametrica FLOX6 e dei siti dove sono eseguite le attivita di sorveglianza geochimica in area craterica. In particolare sono riportate le principali fumarole di bordo cratere (B1-B3) e di fondo cratere (FC2), sono inoltre riportati i punti fissi per la misura del flusso di CO2 dal suolo e della temperatura del suolo, in area bordo cratere (simboli bianchi) e in area di fondo cratere (simboli gialli).

Stato della rete

La rete geochimica nell'area vesuviana è gestita dall’OV e dalla Sezione di Palermo ed è

costituita da: una stazione multiparametrica (FLXOV6, Osservatorio Vesuviano) installata in

area bordo cratere (settore SW) per la misura in continuo del flusso di CO2 dal suolo, della

temperatura della fumarola principale e del gradiente di temperatura del suolo; tre stazioni

(Sezione di PA) con registrazione locale dei dati installate in due pozzi dell'area Vesuviana e sul

bordo del cratere del Vesuvio. La stazione operante sul bordo cratere è stata dotata di impianto

di trasmissione dati a Gennaio 2015.

In tabella 27 sono riportate le stazioni geochimiche installate in area vesuviana

Convenzione A DPC INGV 2016 - Rendicontazione Attività Allegato A primo semestre 171

Tabella 27. Rete geochimica al Vesuvio

Nome_Stazione Localita Lat. Long. RETI parametri_monit

FLXOV6 Bordo Cratere 40.820188 14.423898 OV Flusso di CO2, multiparametrica

CRB Bordo Cratere PA

Gradiente termico verticale del

suolo (10-30-50 cm), con

trasmissione dati via modem

satellitare.

Sorg. Olivella (Sant'Anastasia, NA) PA Temperatura della falda

acquifera sotterranea,

Pozzo 14 (Torre Annunziata,

NA) PA

Temperatura della falda

acquifera sotterranea,

Attività

L’attività di sorveglianza geochimica effettuata dall’Oservatorio Vesuviano sono di seguito

riportate:

- Campagne periodiche di campionamento dei gas fumarolici emessi dalla fumarola FC2

sita a fondo cratere del Vesuvio, analisi della composizione chimica (H2O, CO2, H2S, H2, Ar, N2,

CH4, He) ed isotopica (40Ar/36Ar, δ15NN2, δ13CCO2; δ

18OCO2, δ2HH2O, δ18OH2O).

- Campagne periodiche di misura del flusso di CO2 e della temperatura del suolo a 10 cm

di profondità, su una maglia di 40 punti fissi ubicati nell’area di fondo cratere del Vesuvio

- Campagne periodiche di misura del flusso di CO2 e della temperatura del suolo a 10 cm

di profondità, su una maglia di punti fissi in area di bordo cratere (area anemometro) del

Vesuvio.

- Campagne periodiche di campionamento delle maggiori fumarole di bordo cratere e

analisi della composizione chimica.

- Misura in continuo del flusso di CO2 dal suolo (ogni 2 ore), della temperatura della

fumarola principale, del gradiente di temperatura del suolo, della pressione e della temperatura

atmosferica (ogni 10 minuti) tramite la stazione multiparametrica FLXOV6 del tipo “GEMMA”

sviluppata presso la sezione “Osservatorio Vesuviano” di Napoli. La stazione installata in area

bordo cratere (settore SW) è collegata via Wi-fi e trasmette i dati in tempo reale al centro di

monitoraggio OV.

L’attività di sorveglianza dell’acquifero del Vesuvio effettuata dalla sezione di Palermo è stata

condotta su 7 siti (pozzi e sorgenti) ubicati sui fianchi dell’edificio vulcanico. Sui campioni di

acque è stata effettuata l’analisi chimica dell’acqua (elementi maggiori) e dei g

as disciolti (H2, O2, N2, CO, CH4, CO2). Al momento del prelievo sono stati misurati i principali

parametri chimico fisici: temperatura, pH, potenziale redox.

Convenzione A DPC INGV 2016 - Rendicontazione Attività Allegato A primo semestre 172

In 2 dei 7 siti sopra indicati, Sorgente Olivella (sito 47 in Fig. 112), e nel Pozzo 14 (Fig. 112),

viene effettuato il monitoraggio continuo della temperatura dell'acqua (dati disponibili dal 2004),

con registrazione e download locale dei dati), allo scopo di valutare eventuali variazioni

dell'input termico nella falda meteorico-idrotermale del Vesuvio

Inoltre, sul bordo del cratere, viene misurata la temperatura nel suolo, allo scopo di valutare

eventuali modificazioni della distribuzione e dell’apporto di vapore nell’area craterica. Tale

stazione, denominata CRB, è stata dotata di sistema di trasmissione dei dati attivato il

29/01/2015.

I dati acquisiti sono stati immagazzinati in appositi database e disponibili, in forma protetta, al

personale della Sezione di Palermo e resi pubblici attraverso relazioni e/o pubblicati su riviste

specializzate nazionali ed internazionali.

Figura 112. Localizzazione dei siti di campionamento.

Osservazioni

Composizione chimica delle fumarole

Una dettagliata descrizione del modello geochimico interpretativo del sistema idrotermale del

Vesuvio è riportata nel lavoro scientifico Chiodini et al., (2001) e nei precedenti rapporti di

sorveglianza in cui sono state segnalate variazioni della composizione delle fumarole interne al

cratere. In particolare a partire dal terremoto del 9 ottobre 1999 (Md=3.6) sono stati misurati per

2 anni aumenti nel tempo sia del rapporto He/CO2 che della pCO2 stimata sulla base di

geoindicatori gassosi. Contemporaneamente si è verificata la diminuzione del rapporto H2/CO2

e l’incremento del rapporto CO2/CH4 (Fig. 113). Tali variazioni sono state interpretate come un

Convenzione A DPC INGV 2016 - Rendicontazione Attività Allegato A primo semestre 173

incremento dell’input di fluidi magmatici più ossidanti, poveri in CH4 e ricchi in He nel sistema

idrotermale Caliro et al. (2011). A partire dall’autunno 2002, le composizioni chimiche delle

fumarole hanno mostrato un graduale ritorno dei valori verso le condizioni pre-1999. Una

dettagliata descrizione delle variazioni e delle possibili interpretazioni sono riportate nel lavoro

scientifico Caliro et al. (2011).

Figura 113. Variazioni composizionali della fumarola FC2 nel periodo 1996-2016

Va comunque segnalato che nei campioni degli ultimi anni si registra un lieve aumento del

rapporto CO2/CH4 ed He/CO2, rispetto ai valori più bassi raggiunti nel periodo 2009-2010, che

potrebbe essere legato ad un aumento nella frazione di fluidi ossidanti (magmatici?).

Tuttavia le composizioni dei campioni mostrano una diminuzione dei valori di equilibrio di

temperatura e pressione parziale di CO2 (stime basate sul CO) rispetto ai periodi precedenti,

rientrando in un trend pluriennale di diminuzione dell'attività idrotermale all'interno del cratere

del Vesuvio (Fig. 114).

La composizione isotopica dell’ossigeno e dell’idrogeno del vapore delle fumarole è stata

oggetto di un approfondito studio per la simulazione contemporanea del processo di mixing tra

differenti componenti, effetti dovuti alla condensazione e/o aggiunta di acqua, scambio isotopico

dell'ossigeno fra le molecole dell'acqua e della CO2 (Caliro et al., 2011). Nel quadro

interpretativo delineato in questo lavoro i campioni del degli ultimi periodi mostrano una

diminuzione della frazione della componente magmatica (Fig. 115).

Convenzione A DPC INGV 2016 - Rendicontazione Attività Allegato A primo semestre 174

La composizione delle fumarole di bordo cratere, costituita essenzialmente da una miscela di

aria e del componente idrotermale profondo (Caliro et al., 2011), nei campioni misurati nel primo

semestre 2016 non ha mostrato variazioni significative rispetto ai periodi precedenti (Caliro et

al., 2011, Fig. 116).

Figura 114. Cronogramma dei valori d’equilibrio della temperatura e pressione parziale di CO2 stimati per il sistema idrotermale del Vesuvio nel periodo 1996-2015.

Convenzione A DPC INGV 2016 - Rendicontazione Attività Allegato A primo semestre 175

Figura 115. Diagramma della composizione isotopica dell’ossigeno e dell’idrogeno dei vapori emessi dalle fumarole di fondo cratere del Vesuvio. I dati analitici (simboli blu e bianchi) possono essere interpretati considerando l’equilibrio isotopico dell’ossigeno tra il CO2 e il vapore e gli effetti di condensazione in accordo con il modello proposto in Caliro et al. (2011), al quale si rimanda per maggiori dettagli e approfondimenti. Tale modello prevede un’origine del vapore fumarolico dovuta al mixing di tre componenti: acqua magmatica di tipo andesitico, acqua di mare e acque meteoriche locali. Le linee tratteggiate indicano le variazioni composizionali del sistema H2O+CO2 legate a processi di condensazione del vapore per un fluido originato da differenti miscele delle tre componenti, la cui frazione molare di CO2 è indicata su ogni linea. La composizione dei campioni calcolata per il sistema H2O+CO2 (simboli rossi e neri) individua, nel diagramma, la possibile frazione di CO2 del fluido originale. Alti valori di questa frazione indicherebbero, quindi, un maggiore contributo di fluidi magmatici nei gas fumarolici.

Figura 116. Variazione temporale della concentrazione di CO2 della fumarola di bordo cratere B1 (area anemometro).

Misure di flusso di CO2 e temperatura al suolo

La stazione multiparametrica, installata in area bordo cratere (settore SW), misura in continuo:

flusso di CO2 dal suolo, gradiente di temperatura nel suolo, temperatura della maggiore

emissione fumarolica dell’area, pressione atmosferica e temperatura dell’aria. I parametri

Convenzione A DPC INGV 2016 - Rendicontazione Attività Allegato A primo semestre 176

misurati, nel periodo di interesse, non hanno mostrato variazioni significative (Fig. 117). Le lievi

variazioni osservate sono da mettersi in relazione a particolari eventi meteorologici (pioggia,

vento forte, bassa pressione etc.).

Le campagne di misura del flusso di CO2 dal suolo e della temperatura a 10 cm di profondità

effettuate sia in area di fondo cratere (Fig. 118) che in area di bordo cratere (area anemometro)

non hanno evidenziato variazioni dei valori di flusso rispetto ai periodi precedenti.

Figura 117.Serie temporali di alcuni parametri misurati dalla stazione geochimica FLXOV6 installata in area bordo cratere del Vesuvio (settore SW).

Convenzione A DPC INGV 2016 - Rendicontazione Attività Allegato A primo semestre 177

Figura 118. Media del flusso di CO2 e delle temperature misurate su una maglia di 40 punti fissi in area di fondo cratere.

Monitoraggio della falda

I siti di monitoraggio sono localizzati, in gran parte, sul fianco sud-occidentale del vulcano, dove

sono state identificate le zone di più intensa risalita di fluidi vulcanici.

Due siti si trovano sui fianchi settentrionale ed orientale in prossimità di strutture tettoniche

attive.

I siti selezionati per la sorveglianza presentano caratteristiche peculiari e sono rappresentativi

dell’eterogeneità geochimica dell’acquifero vesuviano. Si tratta di acque fredde o debolmente

termali (9 < T°C < 24.5), di salinità compresa tra 600 e 13000 mg/l e pH tra 5.9 e 8.0.

I dati acquisiti hanno mostrato un progressivo trend di diminuzione della salinità (in gran parte

legata alla dissoluzione e idrolisi della CO2) sin dal 2003-04 (Fig. 119), attribuito ad una

riduzione del contributo dei fluidi profondi rispetto al flusso idrico superficiale.

Tale trend sembra essersi stabilizzato dal 2010, e da allora non si rilevano variazioni

significative nella composizione chimica delle acque. Il contenuto di CO2 disciolta è coerente

con la salinità delle acque. La temperatura dell'acqua ha, invece, mostrato valori lievemente più

alti sin dal 2015, rispetto al periodo precedente, ma comunque all'interno dell'intervallo di valori

già mostrato in passato.

Convenzione A DPC INGV 2016 - Rendicontazione Attività Allegato A primo semestre 178

Per quanto concerne il monitoraggio continuo delle temperature, così come già riportato nel

rendiconto 2015, si è osservata una anomalia delle temperature nel pozzo 14 (Fig. 120). A

partire dal mese di Maggio 2015 si è osservato un ciclo di aumento delle temperature, molto

modesto in ampiezza (circa 0.2 °C) ma circa un ordine di grandezza superiore rispetto alla

risoluzione del sistema (0.03 °C), terminato bruscamente il 7 Marzo 2016 con il ripristino di

valori in linea con quanto osservato negli anni precedenti. Tale ciclo si è articolato in due sub-

cicli con andamento “a schiena d’asino”, il primo dei quali è terminato con una brusca

diminuzione delle temperature ed una successiva crescita avvenuta a partire dal 13/12/2015. E’

degno di nota che in data 7 Marzo 2016, poche ore prima della brusca interruzione di questo

ciclo anomalo, la rete sismica dell’Osservatorio Vesuviano ha registrato uno sciame di 33 eventi

di debole energia, con magnitudo comprese tra -1.2 e 0.7. Un secondo sciame è stato registrato

il 11/03/2016, con 18 eventi le cui magnitudo sono state comprese tra -1.0 e 0.3. Sebbene le

temperature della falda relative alla sorgente Olivella (Fig. 120) siano molto più disturbate dal

ciclo stagionale, si può notare un anomalo incremento dei valori compreso tra metà Gennaio e

la prima decade di Marzo 2016, dopo la quale si ristabilisce il normale ciclo stagionale. Per

quanto concerne i dati relativi alle fumarole ubicate sul bordo del cratere (sito CRB, Fig. 121), a

metà di Ottobre 2015 prende l’avvio un ciclo di aumento delle temperature, in controtendenza

rispetto alla tendenza stagionale, che raggiunge il culmine nel mese di Dicembre 2015, dopo il

quale si verifica una discesa che porta al completo esaurimento alla fine di febbraio 2016. Tali

osservazioni, congrue tra di loro e confrontate con i dati relativi all’attività sismica, evidenziano

l’esistenza di modesti cicli di variazione dell’attività idrotermale. Dal punto di vista termico la

tendenza sul medio periodo è comunque quella di una scarsa variabilità del sistema, rimarcata

dalle modeste fluttuazioni delle temperature medie e del gradiente termico verticale (Fig. 121).

Figura 119. a) Variazioni temporali della temperatura nei siti analizzati ; b) Andamento temporale dell'alcalinità nel sito 29 e dei sali disciolti (TDS) nel sito 27, sul fianco occidentale del Vesuvio; la linea rossa tratteggiata è un fit polinomiale a 6 termini c) variazione dell'alcalinità in due siti del settore meridionale (13 e 19) la linea rossa tratteggiata è un fit polinomiale a 6 termini.

Convenzione A DPC INGV 2016 - Rendicontazione Attività Allegato A primo semestre 179

Figura 120. Variazione delle temperature della falda sotterranea misurate in continuo nella Sorgente Olivella e nel Pozzo 14.

Figura 121. Variazioni temporali della temperatura e del gradiente termico verticale delle fumarole nel sito CRB.