Dati ricavati dall’analisi di eruzioni storiche indicano chiaramente che nella maggior parte dei casi esse sono precedute e accompagnate da periodi di unrest, caratterizzati da variazioni fisico-chimiche dello stato del vulcano e/o del sistema idrotermale ad esso associato [e.g., Tilling, 2008]. Tali variazioni possono essere individuate mediante il monitoraggio che può così mitigare il rischio associato ai vulcani. Per esempio, aumenti nel numero ed ampiezza degli eventi sismici registrati nelle aree vulcaniche sono spesso associati a comportamenti pre-eruttivi in molti vulcani come Redoubt [Alaska; Chouet et al., 1994], Galeras [Colombia; Gil Cruz and Chouet, 1997], e Colima [Mexico; Varley et al., 2010]. Vulcano (Isole Eolie, Italia), come la maggior parte dei vulcani attivi nel mondo, è caratterizzato da vari tipi di segnali sismici. Sulla base delle caratteristiche spettrali e delle forme d’onda, lavori recenti [Alparone et al., 2010; Milluzzo et al., 2010; Cannata et al., 2012] hanno suddiviso gli eventi sismici di Vulcano in due gruppi: terremoti vulcano-tettonici (VT) e eventi sismo-vulcanici. I primi, caratterizzati da energia a relativamente alta frequenza (> 5 Hz), bassa magnitudo (< 2.5) e chiare fasi P ed S nel sismogramma, si originano a causa della fratturazione lungo piani di faglia. Gli eventi sismo-vulcanici (vedi Figura 1) invece sono associati alla dinamica della porzione superficiale del sistema idrotermale (profondità minore di 1 km b.s.l.) e sono suddivisi in 4 classi [Alparone et al., 2010; Milluzzo et al., 2010; Cannata et al., 2012]: eventi a lungo periodo (LP), ad alta frequenza (HF), monocromatici (MC) e tornillos (TR). Gli eventi LP presentano un contenuto spettrale nella banda 0.5-5.0 Hz e sono simili agli eventi LP osservati nella maggior parte dei vulcani [e.g., McNutt, 2005]. Tali eventi sono probabilmente associati a risonanza di crack e condotti riempiti da fluidi idrotermali [Alparone et al., 2010]. Gli eventi HF presentano un contenuto spettrale nella banda 5-25 Hz e differiscono dai terremoti VT per gli inizi emergenti e le fasi P e S poco definite nei sismogrammi. Sulla base di tali caratteristiche gli eventi HF possono essere considerati eventi VT-B [Wassermann, 2009]. Come I classici terremoti VT, anche gli eventi HF sono probabilmente generati da fenomeni di fratturazione delle rocce, causati dalla dinamica dei fluidi idrotermali [Alparone et al., 2010]. Gli eventi MC sono caratterizzati da netti picchi di frequenza sopra 5 Hz, e, come gli eventi LP, possono essere causati da fenomeni di risonanza di crack e condotti riempiti da fluidi idrotermali [Alparone et al., 2010]. Infine, gli eventi TR sono caratterizzati da lunga durata (30-50 s) e netti picchi spettrali sopra I 5 Hz. Dal 2004 al 2009 si sono susseguiti diversi aumenti nel numero e nell’ampiezza degli eventi sismo-vulcanici, contemporanei a variazioni nel chimismo e nella temperatura alle fumarole, che sono stati interpretati come associati a incrementi nel rilascio di gas da corpi magmatici profondi e stabili, senza intrusioni nelle porzioni superficiali del sistema idrotermale [Cannata et al., 2012; Milluzzo, 2013]. È stato sviluppato un software per il monitoraggio automatico degli eventi sismo-vulcanici. Grazie a tale software sarà possibile monitorare in near real-time le variazioni dell’attività sismo-vulcanica, strettamente associate alla dinamica superficiale del sistema idrotermale.

Published: 2022-01-13

Sviluppo di un software per la detezione e classificazione in near real-time degli eventi sismo-vulcanici di Vulcano

Andrea Cannata, Marco Antonio Aliotta, Carmelo Cassisi, Salvatore Gambino, Placido Montalto, Michele Prestifilippo

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