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NUOVO STUDIO SUI PISCIARELLI (CAMPI FLEGREI) A FIRMA DEL DR. GIOVANNI CHIODINI ED ALTRI

RUMORE SISMICO IN AUMENTO ALLE FUMAROLE DEI PISCIARELLI

ANALIZZATO IL RUMORE SISMICO AI PISCIARELLI IN RELAZIONE AD ALTRI VALORI - INDIVIDUATO UN METODO PER MONITORARE IN TEMPO REALE LE AREE VULCANICHE INTERESSATE DA UNREST
NETTE DIVERGENZE COI RISULTATI DELLO STUDIO MORETTI ET AL (DR. DE NATALE - TROISE) DEL 2017
Articolo by Giuseppe D'Aniello per METEOVESUVIO © 2017 - Riproduzione riservata - 31/10/2017

Lo studio di cui intendiamo dare notizia è stato pubblicato il 19 ottobre 2017 ed analizza il tremore sismico delle fumarole dei Pisciarelli ponendolo in relazione alle variazioni geochimiche e termiche registrate nell'area.
Diciamo subito quello che non ci piace di questo studio: è a pagamento.
Tuttavia, è pubblico il supplementary information dello studio e, peranto, alcune informazioni sono rese disponibili.
Cercheremo, come sempre, di essere chiari e di utilizzare un linguaggio il più semplice possibile.
Lo studio in parola è intitolato "Fumarolic tremor and geochimical signal during a volcanic unrest" ed è a firma di Giovanni Chiodini, F. Giudicepietro, J. Vandemeulebrouck, A. Aiuppa, S. Caliro, W. De Cesare, G. Tamburello, R. Avino, M. Orazi, and L. D'Auria.

 Un dato emerge su tutti: il tremore sismico ai Pisciarelli è in continuo aumento dal 2010 (ultimo dato disponibile maggio 2017).

Andiamo subito al nocciolo riportando la Nostra traduzione dell'abstract (abbiamo utilizzato parzialmente Google translator - Nostra la formattazione):
 "E' noto che le  fumarole generano tremore sismico e infrasonico, ma questo tremore fumarolico finora ha ricevuto poca attenzione. Le registrazioni dei segnali sismici nei pressi delle fumarole di Pisciarelli, uno sfogo vigorosamente degassante del vulcano Campi Flegrei irrequieto in Italia, rivelano un tremore fumarolico, la cui ampiezza è recentemente intensificata. Utilizziamo prove geochimiche indipendenti per interpretare questo tremolio fumarolico per la prima volta quantitativamente. Riteniamo che l'aumento temporale del tremore fumarolico RSAM (misurazione sismica-ampiezza in tempo reale) sia correlato quantitativamente con incrementi (* GT=di proxy indipendenti dell) di attività della fumarola, comprese le concentrazioni di CO2 nel plume atmosferico della fumarola, la composizione fumarolica (CO / CO2 e H2 / H2O) e condizioni di temperatura (T) e pressione (P) del sistema idrotermale di origine. Questa associazione tra RSAM e dati geochimici suggerisce che l'escalation attuale del tremore fumarolico è guidata da un aumento del trasporto di gas e di sfogo da un sistema idrotermale che si evolve verso le condizioni T-P più elevate. Più ampiamente, i nostri risultati suggeriscono che il monitoraggio del tremore generato dalle fumarole può aprire la strada al monitoraggio in tempo reale e interpretare l'evoluzione di un continuo disturbo idrotermico-magmatico, completando così le informazioni provenienti dalle indagini periodiche sul gas. Il nostro nuovo metodo di monitoraggio delle fumarole, basato su tecniche sismiche ben consolidate, è potenzialmente idoneo per catturare segnali di disordini in qualsiasi vulcano attivo, anche in quelli remoti."

Dalla lettura dell'abstract emergono già alcuni spunti interessanti.

Per la prima volta, a Nostra memoria, è stato fatto uno studio multidisciplinare nell'area fumarolica dei Pisciarelli (zona molto attiva del super vulcano Campi Flegrei) che ha messo in relazione il tremore sismico registrato sulle fumarole con le variazioni chimiche dei gas e termali dell'area.
Il risultato che ne è venuto fuori è che esiste una chiara relazione tra fasi di aumento del tremore sismico ed anomalìe geochimiche, di pressione e di temperatura. La relazione è così evidente che viene proposto un modello di monitoraggio in tempo reale delle fumarole efficace ed in grado di essere facilmente utilizzato per catturare segnali di risveglio di vulcani situati anche in aree remote.

Dicevamo che abbiamo letto il supplementary information.

Interessante, anche se piuttosto complessa, la lettura. Non avendo a disposizione lo studio principale (a pagamento) ci siamo concentrati sul supplementary. Cercheremo di rendere semplici concetti un po' ostici.

Il rumore sismico analizzato è quello relativo alle ore 00-04 notturne e questo perché quello è l'arco temporale con minore disturbo antropico.

Nel supplementary vengono proposti numerosi grafici e confronti che mostrano una netta divergenza tra i risultati dello studio Moretti et. al (ndr. dr. Giuseppe De Natale) del 2017 e quelli raggiunti in questo studio ed in tanti altri (prevalente letteratura scientifica).

Se abbiamo ben compreso, il modello assunto da Moretti et. al (2017) a base delle proprie analisi è differente da quello assunto da Chiodini in questo studio ed in tante altre pubblicazioni scientifiche sempre a firma del dr. Chiodini e della prevalente letteratura.
Ricordiamo che ci occupammo nella news del 14/7/2016 dello studio Moretti/De Natale/Troise che venne presentato alla Conferenza Goldshmidt 2016 per poi essere pubblicato nel marzo 2017 su Onlinelibrary. In esso, sostanzialmente, si sosteneva che il recente (ultimi 10 anni circa) bradisimo flegreo non averebbe origine da episodi input magmatici ma da un flusso di fluidi generato dal degassamento di magma che risiede nelle profondità (7-8km).
Ora, qui importa sottolineare, invece, che in questo studio che analizziamo si mettono a confronto i risultati dell'analisi del tremore fumarolico RSAM coi due modelli. Orbene, solo il modello adottato dal prof. Chiodini resitutisce risultati compatibili con l'RSAM. Per dirla breve, in questo supplementary vengono, a Nostro avviso, messi in discussione con dati ed evidenze disarmanti i risultati del lavoro Moretti et al. (ndr. dr. Giuseppe De Natale).
Andando nel dettaglio, i due modelli adottati restituiscono valori di temperatura (T) e pressione (P) delle fumarole differenti: solo quello adottato da Chiodini è tuttavia compatibile col tremore sismico fumarolico registrato.

Leggiamo, più dettagliatamente nel supplementary: (traduzione Google translator)
 
"Le temperature e le pressioni stimate con i due metodi (equazioni1C-4C e equazioni 1M-4M nella tabella DR1) sono confrontati con il nostro tremore fumarolico (RSAM) a Pisciarelli sotto forma di cronogrammi (Fig. DR10b, c) e schemi binari (Fig. DR11a, b). I diagrammi mostrano che solo le stime P-T basate sull'assunto di coesistenza vapore-liquido sono correlate positivamente con RSAM (ndr modello Chiodini). Al contrario, le pressioni fluide sono calcolate negativamente in assenza di condensazione (modello Moretti-De Natale) correlano con il tremito fumarolico e diminuiscono nel periodo di osservazione da circa 2 bar a valori sistematicamente inferiori alla soglia atmosferica di 1 bar (cioè impraticabile valori per una ventola fumarica, Fig. DR11a)".

Per chi volesse ancora approfondire, riportiamo quanto ancora si legge nel supplementary, ove in sostanza viene spiegato come il modello di condensazione vapore - liquido adottato da Chiodini et. al (e da prevalante letteratura scientifica) si applica generalmente alla maggior parte dei sistemi idrotermali del mondo in cui è presente una fase liquida.

Per contro i risultati relativi a sistemi idrotermali surriscaldati restituiti dal modello di non-condensazione assunto da Moretti et. al.(dr. dr. de Natale) nel lavoro del 2017, sono riferibili a sistemi rari come quelli del Lardarello.

Dal supplementary (traduzione Google Translator, formattazione Nostra).

"Dal punto di vista generale, gli esempi precedenti evidenziano che la modellazione geochimica è fortemente dipendente da ipotesi che devono essere fatte per trasformare le concentrazioni di gas in geotermometrici e stime geobarometriche. L'assunzione di non-condensazione di Moretti ed altri, (2017) e l'assunzione di coesistenza vapore-liquido è in linea di principio possibile. La coesistenza vapore-liquido l'ipotesi coincide con il concetto della curva di profondità di punto di ebollizione che si applica generalmente alla la maggior parte del sistema idrotermale del mondo (Henley et al., 1984), in cui è una fase liquida presente. Sistemi idrotermali caratterizzati da vapore surriscaldato, simile a quelli restituiti dalla Moretti et al. (2017), sono rari ma possibili, come nei noti sistemi geotermici di Larderello (White et al., 1971) e dei Geysers (California, White et al., 1971) dove, tuttavia, le pressioni basse sono almeno in parte causate da un'estesa estensione artificiale del sistema fluidi geotermici. Per concludere, anche se entrambe le ipotesi sono valide in linea di principio, solo la coesistenza vapore-liquido il modello (ndr. Chiodini et al.) restituisce i valori di T-P compatibili con altre osservazioni indipendenti (figure DR10, DR11), compresi gli incrementi osservati nella produzione di CO2 del terreno (vedi Fig. 7 in Cardellini et al., 2017) e attività fumarolica (vedi Figura 5 in Aiuppa et al., 2015). "
Di seguito due grafici e diagrammi che mostrano chiaramente i differenti risultati di cui si è argomentato:




In rosa i valori di P pressione e T temperatura secondo il modello Chiodini; in giallo i valori di P pressione e T temperatura secondo il modello Moretti-De Natale.
A) RSAM: rumore sismico fumarolico, B) Temperatura, C) Pressione.
Il lettore più avvezzo ai temi che trattiamo noterà senza dubbio l'enorme differenza di risultati cui si perviene a seconda del modello utilizzato.
E' evidente che sia osservando l'RSAM (rumore sismico in tempo reale) in alto in neretto, sia la traccia sottostante i valori P e T, risulti evidende la perfetta collimazione e sovrapposizione di picchi e trend solo per valori di P e T ottenuti secondo il modello Chiodini et al..
 
A risultati analoghi conduce anche quest'altro grafico:


Link allo studio Chiodini et al. pubblicato sulla prestigiosa rivista GEOLOGY.

Articolo by Giuseppe D'Aniello per METEOVESUVIO
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