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Rapporto attività scientifica 2002 grado di tenere conto di svariati elementi quali l’assetto strutturale, la presenza di falde sovrapposte e di altri elementi che influenzano la risalita di un fase fluida. L’analisi delle variazioni ad alta frequenza consentirebbe inoltre di filtrare in modo estremamente efficace le componenti indotte dalla variazione delle condizioni atmosferiche. L’acquisizione su base continua costituisce, pertanto, uno strumento indispensabile nello studio di un sistema vulcanico, complementare alle indagini discrete. Il potenziamento delle reti di monitoraggio continuo di parametri geochimici costituisce una tappa obbligata per la crescita delle conoscenze nell’ambito delle attività di ricerca e di sorveglianza dei vulcani attivi. Il trasferimento dati dalle stazioni automatiche al CED di Palermo avviene attualmente mediante telefonia cellulare, nei prossimi anni si intende integrare i collegamenti con un sistema radio via superficie, in maniera da avere un doppio sistema di comunicazione che meglio garantisce la raccolta dati, specialmente durante le situazioni di emergenza. Il potenziamento consisterà anche nella sperimentazione di nuovi sensori per la misura di nuovi parametri geochimici, sia nelle acque che nei gas, o nella messa a punto di nuovi sensori che abbiano caratteristiche tecniche migliori (durata di esercizio maggiore, deriva del segnale minore, etc.) rispetto a quelli attualmente utilizzati. Verranno inoltre implementati moduli software per la validazione automatica in remoto dei dati acquisiti. Il sistema consentirà di processare automaticamente i dati in modo da fornire gli elaborati necessari per una valutazione preliminare delle condizioni di attività e di rischio delle aree vulcaniche sotto sorveglianza. Per le attività geochimiche i laboratori hanno un ruolo centrale perché sono in grado di effettuare le misure necessarie alla formulazione di modelli geochimici finalizzati alla valutazione dei livelli di attività e di rischio dei vari apparati controllati. Il potenziamento dei laboratori è un processo lento e continuo che deve procedere parallelamente allo sviluppo del monitoraggio continuo. L’effetto sinergico fra i due tipi di monitoraggio, continuo e discontinuo, è alla base della sorveglianza geochimica dei vulcani. Parallelamente è necessario formare e ampliare il personale tecnico addetto ai laboratori. Di fondamentale importanza ai fini della sorveglianza vulcanica riveste la creazione di un laboratorio mobile corredato di strumentazioni portatili (gas-cromatografo, spettrofotometri, etc.). Di una strategia di ottimizzazione fa parte anche la realizzazione di una rete mobile costituita da stazioni di monitoraggio portatili (acque e gas) per il campionamento ed analisi sul campo di parametri chimico-fisici che permetta di avere informazioni più dettagliate in caso di eventi vulcanici e sismici. Sono in studio e sperimentazione nuove tecniche per la misura di concentrazione di alcuni componenti del pennacchio che vadano ad integrare metodologia già utilizzate come le misure COSPEC ed FTIR. Monitoraggio aree sismiche L’approccio adottato per lo studio geochimico di un’area sismicamente attiva è di acquisire tutte quelle informazioni di base necessarie a descrivere il sistema studiato in maniera sufficientemente dettagliata, in particolare: circolazione ed origine dei fluidi; interazioni; identificazione di siti sensibili; valori di fondo dei vari parametri; misura di parametri estensivi; assetto geologico strutturale; analisi del pattern di occorrenza degli eventi sismici; valutazione dei processi di deformazione crostale in atto; analisi delle serie storiche dei dati rilevati. In tale ottica, il monitoraggio geochimico delle aree sismiche non è legato al verificarsi di singoli eventi sismici, ma è finalizzato all’interpretazione dei dati acquisiti in un modello che tiene conto dello sviluppo dell’intero processo sismogenetico. Le attività di monitoraggio geochimico che si intendono sviluppare, possono essere riassunte in alcune fasi essenziali: attività di misure discrete nelle aree selezionate che prevedono misure di campo e prelievo di campioni di fluidi; attività di laboratorio (fase analitica); acquisizione di dati in continuo per mezzo centraline di acquisizione di alcuni parametri chimico-fisici delle acque o dei gas. L’acquisizione dei dati in continuo costituirà la necessaria base per una elaborazione statistica dei dati finalizzata alla valutazione di eventuali anomalie connesse con processi di deformazione crostale. Laboratorio Verrà continuato lo sviluppo, in stretta collaborazione con l’Analytical Precision, di spettrometri automatici per la preparazione e la misura della composizione isotopica dell’idrogeno dell’acqua, dei gas nobili e dell’elio. Verranno messi a punto nuovi metodi di preparazione e misura di campioni che porranno le basi ad una sempre migliore qualità delle analisi chimiche ed isotopiche effettuate dai laboratori della sezione di Palermo. Ricerca di base Verrano continuate ed implementate le ricerche che riguardano la solubilità dei gas in fusi silicatici, prendendo in considerazioni miscele sempre più complesse che si avvicinano alle reali condizioni magmatiche (CO 2 , H 2 O, gas nobili, specie dello zolfo). Questo genere di informazioni sono importantissimi per la formulazione di modelli termodinamici, in quanto questo genere di dati basati su osservazioni sperimentali non sono molto frequenti in letteratura. Verranno anche studiate sperimentalmente le variazioni dei fattori di frazionamento in condizioni magmatiche e sulle inclusioni fluide. Ricerca applicata Saranno iniziate alcune sperimentazioni per la misura remota di specie gassose nel plume. Verrano continuate le ricerche su vulcani esplosivi ad alta frequenza eruttiva. Saranno incentivate le attività di monitoraggio degli acquiferi finalizzate al controllo dell’attività sismica. Tutto queste attività dovranno essere supportate da un adeguamento del personale e dal reperimento di risorse finanziarie in ambito nazionale ed internazionale. 158
Sezione di Palermo Geochimica 3. Relazione di dettaglio per Unità Funzionali e Unità di Progetto 3.1. Unità funzionale Sorveglianza Geochimica dei Vulcani Responsabile: Sergio Gurrieri Consistenza numerica del personale Ricercatori Tecnici Amministrativi Dottorandi, Associati di Ricerca Assegnisti, etc. 8 1 0 2 0 Risorse strumentali e infrastrutture Reti di monitoraggio continuo: Vulcano (n. 3 stazioni gas fumarolici, n. 4 stazioni flussi di CO 2 dai suoli), Etna (n. 7 stazioni temperatura, livello, conducibilità elettrica della falda, n. 6 stazioni flussi di CO 2 dai suoli), Stromboli (n. 2 stazioni flussi di CO 2 dal suolo), Vesuvio (n. 1 stazione monitoraggio falda). Sala di acquisizione ed elaborazione di dati geochimici. Elenco dei progetti interni ed esterni all’INGV Titolo Responsabile Ente finanziatore Importo per l’anno Studio multidisciplinare per la definizione Rocco Favara GNV 25.000 Euro del budget di massa e di energia nei vulcani attivi italiani. Task: Caratterizzazione isotopica delle precipitazioni meteoriche finalizzata alla modellizzazione di acquiferi connessi ad apparati vulcanici Studio multidisciplinare per la definizione Sergio Gurrieri GNV 25.000 Euro del budget di massa e di energia nei vulcani attivi italiani. Task: Indagini sul degassamento diffuso nell’area etnea Studio multidisciplinare per la definizione Walter D’Alessandro GNV 18.000 Euro del budget di massa e di energia nei vulcani attivi italiani. Task: Modellizzazione idrogeochimica degli acquiferi vulcanici Collaborazioni Principali strutture estere Department of Geology and Geophysics California University at Berkeley, USA Microbial Geochemistry Laboratory, Washington University in St. Louis, USA Erico Velenje, Environmental Research & Industrial Co-operation Institute Velenje, Slovenia Principali strutture nazionali Dipartimento di Chimica e fisica della Terra ed Applicazioni, Università di Palermo Dipartimento Elettrico Elettronico e Sistemistico, Facoltà di Ingegneria Università di Catania Laboratorio Igiene Ambientale, Reparto Acqua, Istituto Superiore di Sanità Roma Principali strutture INGV INGV-Sezione di Catania Descrizione attività Sorveglianza delle aree vulcaniche italiane Monitoraggio dei fluidi emessi in aree vulcaniche italiane attraverso reti di monitoraggio continuo e campagne periodiche di campionamento e misura. Aree monitorate: Etna, Vulcano, Vesuvio, Stromboli, Panarea, Solfatara di Pozzuoli, Campi Flegrei, Pantelleria ed Ischia. Nella seconda metà dell’anno, le attività di monitoraggio nelle aree Etna, Panarea 159
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