La magnetometria - Il bradisismo - La sismica

La magnetometria è una metodologia geofisica che si basa sullo studio delle anomalie magnetiche. Queste sono dovute alla variazione di suscettività magnetica (la capacità che ha un corpo di magnetizzarsi) che in generale cresce quando una roccia è vulcanica soprattutto se basica. Le rocce vulcaniche del distretto flegreo sono però di natura acida data la natura esplosiva del sito (Figura 4). Le anomalie magnetiche di questa zona sono a piccola lunghezza d’onda e sono molto ravvicinate: esse sono infatti dovute a sorgenti superficiali (le camere magmatiche) profonde al massimo 6 km.

Il bradisismo è un tipico fenomeno geofisico dei campi flegrei. Esso, contrariamente ai movimenti repentini di un terremoto, è un lento innalzarsi ed abbassarsi del suolo. Circa 6000 anni fa c’è stato un innalzamento di circa 40 metri rispetto al livello del mare. In un periodo più recente (fra gli anni ‘70 e gli anni ’80) gli abitanti di questa zona, hanno notato un sollevamento del suolo di circa 3,5 metri che purtroppo ha generato anche delle vittime.
La prova di questi movimenti è testimoniata dalla zona del mercato (macellum) vicino al porto di Pozzuoli conosciuto come Tempio di Serapide (Figura 5). I resti di questo tempio romano del I secolo d.C., se osservati accuratamente mostrano la presenza di tanti fori dovuti alla perforazione di litodomi (datteri di mare). Questo di conseguenza ci dice che queste rovine sono state sommerse dal mare proprio a causa di un lento abbassamento del suolo.

Figura 5: Tempio di Serapide a sinistra (da www.on.ingv.it) e particolare delle colonne perforate dai litodomi a destra (da www.flashitaly.com)

Per questo fenomeno sono state formulate diverse teorie, ma due sembrano essere le più accreditate. La prima ipotesi si basa sul principio che, essendo i campi flegrei un distretto vulcanico, queste variazioni del livello del suolo siano dovute al movimento delle masse magmatiche o alle variazioni di caratteristiche chimico-fisiche delle rocce che inglobano le camere magmatiche . La variazione di queste caratteristiche produce una variazione di pressione e di temperatura delle rocce che si trovano in prossimità dei serbatoi magmatici. L'aumento di pressione genera deformazioni in queste rocce che si traducono nel caratteristico sollevamento del suolo in superficie.
La seconda ipotesi è quella secondo cui il tipo di sedimentologia sarebbe il responsabile di questa fenomenologia. Infatti, la zona flegrea è un’antica conca riempita da coltre piroclastica spessa. Le falde di questa zona essendo molto vicine al mare, vengono arricchite molto spesso di acqua che si infiltra in questa coltre piroclastica molto porosa. Di conseguenza, il terreno subisce delle variazioni di volume dovute alla differente presenza di fluidi, generando variazioni del livello del suolo.
Un quadro riassuntivo delle variazioni di quota si può ottenere osservando il grafico di figura 6 che mostra un sollevamento massimo negli anni ‘80 seguito poi da un lento abbassamento negli anni seguenti e da un sollevamento isolato registrato nel 2000.

I fenomeni vulcanici sono sempre preceduti da fenomeni premonitori che rappresentano un “campanello d’allarme”. Una serie di caratteristiche fisiche , come la deformazione statica del suolo ci aiuta a comprendere la dinamica di un’eventuale attività vulcanica. La registrazione quindi di eventi sismici diventa di primaria importanza, in quanto poterebbe indicare il movimento delle masse magmatiche.
La zona flegrea oltre ad essere caratterizzata da una rete geodetica, possiede anche una rete sismica con 8 stazioni tra cui analogiche a periodo di 1 Hz e stazioni digitali che acquisiscono i dati in maniera continua. I terremoti sono stati rilevati soprattutto in corrispondenza del centro della grande caldera ad una profondità di 2-3 km (Figura 7).

La figura 8 mostra una serie di mappe (slices) poste a diverse profondità in cui si può vedere come varia la velocità delle onde prime o di compressione (onde P). La velocità è più alta laddove i terreni hanno una densità maggiore mentre si abbassa dove i terreni hanno una densità minore subendo un’attenuazione. Gli ipocentri si trovano soprattutto nell’ultima slice che rappresenta uno spessore di terreno più profondo e sono localizzati nella zona di Pozzuoli.

Figura 8: Modello 3D della velocità delle onde prime e localizzazione della profondità degli ipocentri (da www.gnv.ingv.it)

Dall’attenta analisi dei sismogrammi si è potuto vedere che circa 10000 terremoti hanno seguito l’ultima fase di sollevamento dovuta al bradisismo degli anni ‘70-‘80. Piccoli terremoti precedettero un sisma dalla forte intensità avvenuto il 26 marzo del 1970. Appena, nel 1972, iniziò il lento processo di abbassamento la crisi sismica si arrestò per poi cominciare nel 1976 quando fu notato anche un incremento dell’attività idrotermale delle fumarole nella Solfatara. Agli inizi degli anni ’80, ci fu una nuova fase di sollevamento seguita da uno sciame sismico con terremoti di una magnitudo compresa tra 0,6 e 4,2 con ipocentri profondi 1,5 km - 5 km. Nel 1987 si sono manifestati nuovamente terremoti soprattutto nella zona della Solfatara.
Il 2000 è stato accompagnato da altri sismi che possono essere raggruppati in due gruppi differenti a causa della profondità a cui si sono originati. I terremoti del luglio 2000 sono caratterizzati da basse frequenze il che fa pensare che si tratti di terremoti piuttosto superficiali. I terremoti dell’agosto 2000 sono caratterizzati da alte frequenze il che fa pensare a terremoti causati da eventi di tipo vulcano-tettonici con ipocentri a 2 km. L’analisi degli spettrogrammi dei sismi degli anni ’80 è molto simile all’analisi fatta per quest’ultimo gruppo infatti essi sono stati generati a profondità anche di 5 km. Attualmente l’attività sismica è leggermente accennata infatti sporadicamente vengono registrati sismi di una magnitudo non superiore a 0,8.
Anche la sismica, conferma che il distretto dei campi flegrei sta vivendo un periodo di relativa tranquillità anche se le piccole manifestazioni ci invitano a non sottovalutare la natura di questo luogo affascinante.

Roccia acida: roccia vulcanica con un contenuto in silice maggiore del 65%.

Roccia basica: roccia vulcanica con un contenuto in silice minore del 65%.

Coltre piroclastica: depositi vulcanici costituiti da ceneri e lapilli.

Attività idrotermale: attività vulcanica che si manifesta con l’emissione di gas e flussi di acqua calda arricchiti in minerali.

Stazioni analogiche: acquisiscono valori infiniti in modo continuo in un dato intervallo di tempo.

Stazioni digitali: acquisiscono i dati secondo una frequenza di campionamento.

Spettrogramma: rappresentazione dell’ intensità alle differenti frequenze ed ai vari istanti.

Onde prime: le onde che si propagano per prime in terremoto, causano il movimento oscillante delle particelle del mezzo in cui si propagano provocandone la dilatazione e la compressione.

Ipocentro: punto in cui si sprigiona l’energia di un terremoto, per cui esso può essere superficiale , intermedio o profondo.

Sismogramma: registrazione del movimento sismico.

Magnitudo: misura dell’energia liberata da un terremoto, si misura in scala logaritmica.