Il tremore fumarolico di Pisciarelli e lo stato di attività dell’area vulcanica dei Campi Flegrei

di Flora Giudicepietro, Giovanni Chiodini, Stefano Caliro, Walter De Cesare, Antonietta Maria Esposito, Danilo Galluzzo, Domenico Lo Bascio, Giovanni Macedonio, Massimo Orazi, Patrizia Ricciolino, Jean Vandemeulebrouck

I Campi Flegrei sono una caldera vulcanica, che si è formata a seguito dello svuotamento di una camera magmatica superficiale, dovuto alla grande eruzione dell’Ignimbrite Campana avvenuta circa 40.000 anni fa (Figura 1). Quest’area, ricca di storia e di emergenze naturalistiche, è caratterizzata, come altre caldere nel mondo, da deformazioni del suolo, sismicità e dalla presenza di un vasto sistema idrotermale.

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Figura 1 – Mappa della caldera dei Campi Flegrei (a sinistra) e dell’area idrotermale di Pisciarelli (a destra). Nel pannello a sinistra, la linea rossa indica il bordo della caldera e il cerchio arancione evidenzia l’area idrotermale di Solfatara-Pisciarelli. Il pannello a destra mostra il campo fumarolico di Pisciarelli. I cerchi blu indicano le posizioni delle stazioni sismiche (CPIS, CPS1 e CPS2) e il cerchio verde indica la posizione della fumarola principale. (Modificato da Giudicepietro et al. 2019).

Dagli anni Cinquanta del Novecento nell’area dei Campi Flegrei si sono verificati episodi caratterizzati da terremoti e sollevamento del suolo, noti come bradisismo. Le fasi principali di intensificazione dei processi vulcanici si sono verificate intorno al 1950, nel periodo 1968-72 e nel periodo 1982-85.

Dal 2004 ad oggi nuovamente si assiste ad una moderata, ma progressiva intensificazione delle manifestazioni vulcaniche: il sollevamento è ripreso, la sismicità, sebbene rappresentata da terremoti di bassa magnitudo, è aumentata e l’attività del sistema idrotermale è diventata più intensa in termini di degassamento diffuso e di flusso delle fumarole. L’accelerazione di questi processi tra la fine del 2012 e l’inizio del 2013, ha portato il Dipartimento della Protezione Civile a decretare il passaggio dal livello di allerta verde (base) al livello giallo (attenzione).

L’area di Pisciarelli (Figura 2) è una località idrotermale che si trova sul bordo esterno del vulcano Solfatara, verso la conca di Agnano (Figura 1). Numerosi studi realizzati da ricercatori dell’INGV anche nell’ambito di collaborazioni internazionali, evidenziano che Pisciarelli è un sito chiave per monitorare le variazioni in atto nell’area flegrea. Questo campo fumarolico si comporta come una finestra che ci permette di osservare quello che accade nel vasto sistema idrotermale presente nell’area centrale della caldera flegrea. Per questo motivo, nel 2010 l’Osservatorio Vesuviano, sezione napoletana dell’INGV, ha installato una nuova stazione sismica a piccola distanza (8 m) dalla bocca della principale fumarola di Pisciarelli, dedicata alla registrazione del tremore generato dal campo fumarolico di questa località, in cui, dal 2009, si era evidenziato un aumento di attività.

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Figura 2 – Il campo fumarolico di Pisciarelli. In primo piano la polla di fango che ribolle (Fotografia di Tullio Ricci, dicembre 2019).

Analizzando l’ampiezza del tremore fumarolico su un lungo intervallo di tempo, da gennaio 2010 ad aprile 2019 (Figura 3), si è evidenziato un progressivo aumento. Il fatto che l’incremento dell’ampiezza del tremore fumarolico nel tempo trova riscontro negli andamenti dei parametri geochimici, che hanno subito comparabili incrementi, nella sismicità (Figura 4), che dal 2000 si localizza generalmente nell’area idrotermale tra Solfatara ed Agnano e si concentra a profondità inferiore a 1 km, nell’area di Pisciarelli, e nelle deformazioni del suolo, che dal 2005 al 2019 hanno generato un sollevamento massimo di circa 60 cm (nell’area di Rione Terra di Pozzuoli), evidenzia che il tremore fumarolico di Pisciarelli non è attribuibile solo a fattori locali, ma che invece rappresenta un importante indicatore dello stato di attività dei Campi Flegrei ed è controllato dall’attività di un vasto sistema idrotermale. Infatti, i citati parametri geochimici e geofisici (Figura 5), dal 2010 hanno mostrato un’evidente correlazione con l’ampiezza del tremore sismico registrato presso la principale fumarola di Pisciarelli.

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Figura 3 – Ampiezza del segnale sismico della componente verticale della stazione CPIS. I punti verdi rappresentano la serie temporale da gennaio 2010 al 30 aprile 2017, pubblicata in Chiodini et al., 2017. I punti rossi indicano la serie storica dal 1 maggio 2017 al 23 aprile 2019. Il valore massimo nel grafico è stato osservato il 29 novembre 2018. (modificato da Giudicepietro et al. 2019). Recenti studi basati su queste osservazioni hanno dimostrato che la misura del tremore fumarolico rafforza la capacità di monitorare sia l’attività idrotermale dell’area di Pisciarelli sia, più in generale, le variazioni in atto nella caldera dei Campi Flegrei.
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Figura 4 – Sismicità nei Campi Flegrei dal 2000. I punti neri nelle immagini a sinistra mostrano le localizzazioni dei terremoti registrati nei Campi Flegrei dal 2000. A destra, la distribuzione dei terremoti nello spazio è illustrata attraverso la  densità ipocentrale, che indica quanti terremoti sono compresi all’interno di un certo volume di spazio (cella). Il valore minimo (giallo chiaro) è di due terremoti per cella; il massimo (rosso) è di 10 terremoti per cella. La freccia rossa indica la posizione dell’area idrotermale di Pisciarelli. I grafici hanno un’esagerazione della dimensione verticale di un fattore 2 (modificato da Giudicepietro et al. 2019).
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Figura 5 – Andamento della sismicità dei Campi Flegrei nel tempo. La curva continua nera indica il numero cumulativo dei terremoti localizzati in area flegrea con profondità < 2km. La curva grigia indica lo stesso parametro riferito ai terremoti con profondità maggiore di 2 km. La barra gialla indica un periodo di accelerazione del sollevamento (modificato da Giudicepietro et al. 2019).