Envisat scopre la rinnovata attività vulcanica dei Campi Flegrei

Gulf of Naples
Golfo di Napoli, Envisat, Meris - Luglio 2006
24 Agosto 2006

Le immagini acquisite dal satellite dell’ESA Envisat hanno rivelato che la regione dei Campi Flegrei, nella regione a nord di Napoli, è entrata in una nuova fase di innalzamento del terreno.

Attraverso la tecnica della interferometria DInSAR (Differential SAR Interferometry, Interferometria Differenziale Radar ad Apertura Sintetica), i ricercatori dell’Istituto per il Rilevamento Elettromagnetico dell'Ambiente del CNR (IREA) hanno mappato i cambiamenti nella caldera, una regione ad anello che include parecchi vulcani, scoprendo che dal 2005 al 2006 l’area si è innalzata di circa 2.8 centimetri.

DInSAR è, per certi aspetti, una versione sofisticata del gioco 'occhio alla differenza’: combina e confronta matematicamente differenti immagini radar satellitari, acquisite il più possibile dallo stesso punto orbitale in momenti diversi. In questo modo si riesce a creare un modello di elevazione digitale e a rivelare quei cambiamenti, altrimenti impercettibili, che si sono verificati sul territorio nell’intervallo fra le varie acquisizioni.

Solfatara crater in the Phlegrean Fields
I cratere della Solfatara (Campi Flegrei)

La caldera dei Campi Flegrei, che ha un diametro di 13 kilometri, ha eruttato per l’ultima volta nel 1538, ma negli ultimi anni ha mostrato segni di attività bradisismica. Il sistema magmatico sottostante è attivo e porta a rapidi periodi di innalzamento del terreno seguiti da una subsidenza di lungo termine. L’innalzamento più recente fra quelli identificati risaliva al periodo tra marzo e agosto 2000.

Le immagini satellitari che hanno permesso la scoperta della nuova attività vulcanica sono state acquisite dal gennaio 2005 all’aprile 2006. Mostrano un’area di massima deformazione proprio nel centro di Pozzuoli, che sorge nei pressi del centro della caldera. La deformazione si estende verso ovest intorno a Monte Nuovo. Con questi dati, i ricercatori sono stati in grado di determinare il trend dell’innalzamento iniziato nel giugno 2005.

Deformation map for the Phlegrean Fields area
Mappa delle deformazioni dei Campi Flegrei

La deformazione del terreno fa parte dei fenomeni che precedono un’eruzione vulcanica, ma, specialmente nelle fasi preliminari, si tratta di deformazioni molto piccole. Tecniche di sorveglianza come DInSAR, che consentono la mappatura con accuratezza millimetrica su larga scala, sono dunque di particolare interesse.

Il monitoraggio geodetico dei Campi Flegrei, ad appena 25 kilometri a ovest del Vesuvio, è storicamente condotto dall’Osservatorio Vesuviano – l’osservatorio vulcanico più antico del mondo – attraverso reti di rilevamento a terra. Dal 2002, in seguito al progetto MINERVA (Monitoring by Interferometric SAR of Environmental Risk in Volcanic Areas) condotto in collaborazione con l’ESA, l’Osservatorio ha incluso nelle sue Relazioni di Sorveglianza anche dati da satellite.

Le reti di rilevamento geodetico a terra forniscono informazioni molto accurate sulle deformazioni, ma solo entro i confini di estensione della rete stessa. Non si hanno informazioni, invece, su quel che accade nell’area esterna.

Il più antico tra i metodi di monitoraggio a terra è il livellamento, che determina la componente verticale del movimento del terreno. Il livellamento si basa su misure di altezza condotte in determinati punti di riferimento (i benchmark), l’insieme dei quali costituisce la “rete di livellamento”. Il numero di benchmark è aumentato costantemente negli ultimi 30 anni. Il risultato è un archivio di dati di dimensioni considerevoli, che permette di ricavare informazioni geodetiche dalla fine degli anni ’60 a oggi.

La serie temporale delle deformazioni

Tra il giugno e il luglio 2006 è stata condotta una campagna di livellamento straordinaria per verificare la tendenza dell’innalzamento attraverso una trentina di benchmark, per una lunghezza totale di circa 15 kilometri. I dati raccolti sono stati aggiunti a quelli già a disposizione e hanno portato alla determinazione della serie temperale mostrata in figura, che riporta il movimento verticale nell’area di massima deformazione dal marzo 1999 al giugno 2006. Tuttavia il livellamento costa sia in termini di tempo che di denaro. Ottenere misure da un network sul territorio è un procedimento assai lungo – la rete di osservazione dei Campi Flegrei conta oltre 300 stazioni – così come lo è l’analisi dei dati. In pratica, il livellamento è svolto solo una volta o due all’anno. Lo scarso campionamento temporale del network a terra è considerevolmente arricchito dalle tecniche DInSAR, data la maggiore frequenza dei rilevamenti satellitari rispetto alla possibilità di ripetere campagne misure sul campo. Le analisi condotte con questi satelliti, insieme a quelle ottenute attraverso misure geodetiche tradizionali, sono state trasmesse alla Protezione Civile, come previsto dai compiti istituzionali dell’Osservatorio Vesuviano.

Per promuovere l’utilizzo dei dati satellitari da parte degli osservatori vulcanici l’ESA ha pubblicato un bando di gara (ITT, Invitation to Tender) per il monitoraggio dei vulcani su scala globale, nell’ambito del programma DUE (Data User Element). Il progetto Globvolcano metterà a punto, implementerà e validerà i servizi informativi per supportare gli osservatori vulcanici nel loro lavoro quotidiano di integrazione dei dati da satellite. I servizi saranno calibrati in funzione dei diversi settori di responsabilità degli utenti, con particolare attenzione sulle osservazioni e i pre-allarmi.

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